Tematy egzaminacyjne z przedmiotu „Wstęp do Elektrotechniki” (2003/2004)

1. Wymienić i scharakteryzować najważniejsze dziedziny wykorzystujące zjawiska elektryczne dla celów praktycznych.

2. Jakie właściwości energii elektrycznej zadecydowały o jej współczesnym znaczeniu? Co znaczy stwierdzenie że energia elektryczna jest formą pośrednią energii?

3. Wymienić formy energii z których jest otrzymywane energia elektryczna oraz formy energii na którą energia jest zamieniana w celach konsumpcyjnych.

4. W jakich dziedzinach wykorzystywana jest elektronika? Jakie cechy zdecydowały o współczesnym znaczeniu elektroniki?

5. Co oznacza termin elektronika analogowa a co elektronika cyfrowa?

6. Obliczyć siłę działającą na elektron ( q = 1,602.10^-19C) znajdujący się w dielektryku umieszczonym pomiędzy okładkami kondensatora płaskiego (przyjąć, że pole jest równomierne), jeżeli napięcie pomiędzy okładkami wynosi U a odległość pomiędzy okładkami d.

7. Co nazywamy wytrzymałością elektryczną? Podaj jednostki. Jakie znaczenie praktyczne ma ta wielkość?

8. Obliczyć ładunek jaki zbierze się na okładzinach kondensatora płaskiego, w którym panuje pole równomierne o natężeniu E, powierzchnia każdej okładziny wynosi S a dielektrykiem jest powietrze ( ε₀).

9. Co nazywamy gradientem potencjału i jaki jest jego związek z wytrzymałością elektryczną dielektryka ?

10. Opisać zjawisko przebicia dielektryka. Jakie mogą być skutki przebicia dielektryka stanowiącego izolację pomiędzy przewodami w obwodzie elektrycznym ?

11. Przy przepływie prądu stałego, wymuszanego przez źródło prądowe, przez przewód o konduktywności γ, napięcie między krańcami tego przewodu wynosi 80 mV. Jaką konduktywność γ ' powinien mieć materiał, przy zastosowaniu którego napięcie w tych warunkach będzie wynosiło 120 mV?

12. Wyznacz natężenie pola elektrycznego w przewodniku miedzianym (γ = 50·10 ⁶ Ω^{− 1}m^{− 1)}) wiedząc, że gęstość prądu w nim płynącego wynosi j = 8 A / mm². Oceń poziom wartości otrzymanego wyniku na tle wartości natężenia pola elektrycznego występującego zwykle w dielektrykach

13. Jaka jest rola źródła w obwodzie elektrycznym? Wymienić znane urządzenia które spełniają rolę źródeł w obwodach prądu stałego i zmiennego.

14. Od czego zależy ilość ciepła wydzielająca się w przewodniku podczas przepływu prądu ? Opisać mechanizm wydzielania się ciepła podczas przepływu prądu.

15. Z jakich materiałów produkowane są przewody? Jakie właściwości zdecydowały o tym?

16. Wymienić najważniejsze rodzaje energii na jakie jest zamieniana energia elektryczna oraz odbiorniki związane z tymi przemianami.

17. Dla pewnego obciążenia spadek napięcia na przewodach zasilających (przyłączu) wynosi δU = 4%, a straty mocy w przewodach ΔP= 50W. Jaka będzie wartość spadku napięcia δU' i strat mocy ΔP', jeżeli moc odbiorników wzrośnie dwukrotnie?

18. Jakie czynniki bierze się pod uwagę przy doborze przekroju przewodów?

19. Jaki jest cel stosowania bezpieczników w obwodach elektroenergetycznych?

20. Jakie zagrożenie niesie zwarcie odbiornika a jakie zwarcie źródła?

21. W jakich obwodach dążymy do pracy w stanie dopasowania a w jakich nie? Dlaczego?

22. Podać napięciowe prawo Kirchhoff'a oraz zasady stosowania.

23. Jaki musi być spełniony warunek aby słuszne było prawo Kirchhoff'a dla węzłów ( prądowe). Uzasadnić.

24. Czy bocznik można wykorzystywać do pomiaru prądu przemiennego? Jakie warunki musiałby wówczas spełniać?

25. Jakie właściwości obwodu charakteryzuje indukcyjność własna L? Podaj, jaka jest różnica między pojęciami: „indukcja elektromagnetyczna” i „indukcyjność”.

26. Co to jest schemat zastępczy urządzenia lub elementu? Co nazywamy modelem matematycznym urządzenia.

27. Wymienić przykłady elementów aktywnych i pasywnych obwodów elektrycznych.

28. Jakie właściwości obwodu charakteryzuje pojemność? Podać wzór określający pojemność kondensatora płaskiego.

29. Napisać równanie wiążące napięcie zasilające i prąd w obwodzie składającym się z szeregowego połączenia elementów R i L.

30. Napisać równanie pozwalające wyznaczyć napięcie na kondensatorze w obwodzie składającym się z szeregowego połączenia elementów R i C i zasilanego napięciem u.

31. Na czym polega rozszerzenie modelu Kirchhoff'a dla obwodów w których płynie prąd sinusoidalnie przemienny?

32. Zasada działania transformatora idealnego.

33. Zdefiniować idealne i rzeczywiste źródło napięcia. Narysuj charakterystyki U = f(I), η = f(R/R_w).

34. Dla liniowego elementu rezystancyjnego o rezystancji statycznej równej 1 kΩ narysować jego charakterystykę napięciowo-prądową. Wyznaczyć rezystancję dynamiczną w wybranym punkcie tej charakterystyki. Przyjmij odpowiednie skale liczbowe na osiach układu współrzędnych.

35. Podać związki pomiędzy napięciem u(t) i prądem i(t) dla każdego z elementów R,L,C. Porównaj właściwości tych elementów w przypadku prądu stałego oraz sinusoidalnie przemiennego.

36. Zdefiniuj parametry charakteryzujące wielkości sinusoidalne. Jaka jest różnica między częstotliwością a pulsacją?

37. Co nazywamy wartością skuteczną a co średnią? Podaj ich definicje i interpretację fizyczną.

38. Narysować wykres liniowy i wektorowy dla szeregowego połączenia elementów R i L.

39. Narysować wykres liniowy i wektorowy dla szeregowego połączenia elementów R i C.

40. Zdefiniować moduł impedancji. Wyznacz moduł impedancji dwójnika wiedząc, że napięcie na dwójniku i prąd przez niego płynący opisane są równaniami:

41. u(t) = 56 sin (1000t − 20^o) V, i(t) = 4
    sin(1000t + 25^o) mA.

42. Narysować wykres wektorowy prądów i napięć

występujących w podanym układzie. Przyjmując, że:

R = X_C = X_L wyznaczyć
współczynnik mocy dwójnika

oraz określić charakter obwodu.

43. Narysować wykres wektorowy prądów i napięć

występujących w podanym układzie. Przyjmując, że:

R = X_L = X_C ,wyznaczyć współczynnik mocy dwójnika.

Określić charakter obwodu.

44. Narysować wykres wektorowy prądów i napięć

występujących w podanym układzie. Przyjmując, że:

R = X_L, Określić charakter obwodu.

45. Podać sens fizyczny, i wzory określające moce występujące w obwodach prądu sinusoidalnego. Jednostki

46. Scharakteryzować rezonans napięć. W jaki sposób można ten stan osiągnąć? Czy rezonans napięć wykorzystywany jest w praktyce?

47. Na czym polega rezonans prądów, czy jest wykorzystywany w praktyce?

48. Dlaczego oscylacje energii biernej pomiędzy źródłem i odbiornikami w sieciach elektroenergetycznych są niekorzystne?

49. Na czym polega kompensacja mocy biernej (poprawa współczynnika mocy)?

50. Jakie warunki musi spełniać układ trójfazowy aby był układem symetrycznym?

51. Narysować schemat odbiornika trójfazowego połączonego w gwiazdę oraz odbiorników jednofazowych zasilanych z sieci trójfazowej. Podać związki między wartościami fazowymi i liniowymi napięcia i prądu.

52. Narysować schemat odbiornika połączonego w trójkąt oraz odbiorników jednofazowych zasilanych z sieci trójfazowej. Podać związki między wartościami fazowymi i liniowymi prądu i napięcia.

53. Jak zmieni się moc odbiornika trójfazowego połączonego w trójkąt po przełączeniu go w gwiazdę (przy zasilaniu z tej samej sieci)?

54. Dlaczego jako nośnik informacji wykorzystywana jest elektryczność?

55. Wyjaśnić znaczenie słowa „bit” i „ bajt”.

56. Wymienić elementy i procesy występujące przy przekazywaniu informacji.

57. Jakie podstawowe właściwości przetwornika analogowo-cyfrowego decydują o dokładności przetwarzania? Co określa twierdzenie o próbkowaniu?

58. Co oznaczają pojęcia: modulacja i demodulacja sygnału ? Kiedy procesy te są niezbędne?

59. Podać właściwości półprzewodnikowej diody prostowniczej i jej zastosowanie. Narysuj charakterystykę I = f (U) tej diody.

60. Tranzystor bipolarny - właściwości, zastosowanie.

61. Tranzystor MOS - właściwości , zastosowanie

62. Wyjaśnić pracę tranzystora jako prądowe źródło sterowane.

63. Wyjaśnić pracę tranzystora jako wyłącznik sterowany.

64. Czym różni się praca liniowa tranzystorów od pracy dwustanowej? Wymienić kilka rodzajów układów elektroniki analogowej i cyfrowej.

65. Wyjaśnić mechanizm wzmacniania sygnałów.

66. Wyjaśnić działanie przykładowego układu logicznego.

67. Co nazywamy elementami dyskretnymi a co układami scalonymi ?

68. Narysować przykładowy schemat sieci energetycznej i wyjaśnić role transformatorów.

69. Dlaczego buduje się bloki energetyczne? Jakie powody decydują o niewielkiej odległości pomiędzy generatorem i transformatorem w blokach?

70. Narysować przykład pola podstacji wysokiego napięcia i podać rolę spełnianą przez poszczególne urządzenia. Kiedy mamy do czynienia z podstacją rozdzielczą a kiedy z transformatorową?

71. Jaki jest cel stosowania sieci pętlowych? Narysować schemat, wyjaśnić.

72. Jaka jest różnica pomiędzy wyłącznikami i odłącznikami wysokiego napięcia. Dlaczego musimy stosować oba typy aparatów?

73. Do czego służą przekładniki prądowe i napięciowe? Wyjaśnić zasadę działania.

74. Co nazywamy sieciami a co instalacjami elektroenergetycznymi?

75. Co oznacza termin: rozdzielnica niskiego napięcia? Do czego służy to urządzenie?

U_o

U

X_L

I_C

I_R

I

X_C

R

U_o

U

X_CC

I_L

I_R

I

X_L

R

U_o

U

X_LC

I_L

I_R

I

X_L

R

U_L

---