Какой способ соединения источников позволяет увеличить напряжение?

Тест. Способы соединения источников и приёмников электрической энергии

Список вопросов теста

Вопрос 1

В чем отличие источника электрической энергии от потребителя?

Варианты ответов
  • источник и потребитель отдают мощность
  • источник отдает, а потребитель потребляет мощность
  • источник потребляет, а потребитель отдает мощность.
Вопрос 2

Какая величина из перечисленных одинакова для всех последовательно соединенных проводников?

Варианты ответов
  • напряжение
  • сила тока
  • сопротивление
Вопрос 3

Какая величина из перечисленных одинакова для всех параллельно соединенных проводников?

Варианты ответов
  • напряжение
  • сопротивление
  • сила тока
Вопрос 4

При каком соединении получается разрыв в цепи, если одна из ламп перегорит?

Варианты ответов
  • при параллельном
  • при последовательном
  • при параллельном и последовательном.
Вопрос 5

В каком случае электрические лампы включают последовательно?

Варианты ответов
  • на лестничных клетках жилых помещений
  • в системах освещения производственных помещений
  • в елочных гирляндах
Вопрос 6

С какой целью источники электрической энергии включают параллельно?

Варианты ответов
  • для увеличения мощности источника
  • увеличения напряжения питания
  • повышения надежности
  • повышения стабильности
Вопрос 7

Какой способ соединения источников позволяет увеличить напряжение?

Варианты ответов
  • Последовательное соединение
  • Параллельное соединение
  • Смешанное соединение
Вопрос 8

Как вычислить эквивалентное внутреннее сопротивление источников элек­трической энергии при их последовательном включении?

Варианты ответов
  • суммировать проводимости источников
  • перемножить внутренние сопротивления источников
  • суммировать внутренние сопротивления источников
Вопрос 9

Чему равно эквивалентное сопротивление при последовательном соедине­нии приемников электрической энергии?

Варианты ответов
  • сумме сопротивлений приемников электрической энергии
  • произведению сопротивлений приемников электрической энергии
  • алгебраической сумме отдельных сопротивлений
  • сумме проводимостей
Вопрос 10

Что произойдет, если в электрической цепи с последовательным соедине­нием ламп одна из ламп сгорит?

Варианты ответов
  • остальные лампы погаснут
  • яркость остальных ламп не изменится
  • остальные лампы будут гореть ярче
  • остальные лампы будут гореть слабее
Вопрос 11

Что произойдет, если в электрической цепи с параллельным соединением ламп одна из ламп сгорит?

Варианты ответов
  • остальные лампы погаснут
  • яркость остальных ламп не изменится
  • остальные лампы сгорят
  • остальные лампы будут гореть ярче
Вопрос 12

Цепь имеет смешанное соединение электроприборов: через ключ к источнику тока присоединена лампа, а к ней — две такие же лампы, соединенные между собой параллельно. Какой из участков цепи — с одной лампой (№ 1) или двумя (№ 2) имеет меньшее сопротивление? В каком из них сила тока будет больше?

Варианты ответов
  • № 2; № 1
  • № 1; № 2
  • № 2; силы тока будут одинаковы
  • сопротивления равны; № 1
Вопрос 13

Какая схема из представленных на рисунке показывает параллельное соединение электроламп?

Варианты ответов
  • №1
  • №2
  • №3
Вопрос 14

Проводники сопротивлением 20 Ом и 30 Ом соединены параллельно. Чему равно эквивалентное сопротивление?

Вопрос 15

Чему равно общее сопротивление электрической цепи, если сопротивление каждого резистора равно 4 Ом?

Вопрос 16

Напряжения на участках последовательной электрической цепи U 1 = 100 В, U 2 = 30 В, U 3 = 75 В, U 4 = 150 В. Какой из участков обладает наибольшим сопротивлением?

Соединение источников питания

К химическим источникам питания относятся источники эдс, в которых энергия протекающих химических реакций преобразуется в электрическую энергию. К химическим источникам относятся гальванические элементы, аккумуляторы и «батарейки» и пр.

Необходимость соединения элементов питания возникает в том случае, когда требуемое напряжение и ток потребителя превышают соответствующие значения источника питания.

Важным условием соединения химических источников питания в единую цепь, является равенство их эдс и внутреннего сопротивления.

Существует три способа подключения химических источников питания:

    • последовательно;
    • параллельно;
    • смешанно.

Соединенные между собой любым способом источники питания образуют так называемую батарею, рассматриваемую в цепи как единое целое.

Последовательное соединение источников питания

При последовательном подключении химических источников питания отрицательный полюс одного источника соединяется с положительным полюсом следующего источника и т.д. Положительный и отрицательный полюсы последнего и первого источника батареи подключаются к нагрузке внешней цепи (рисунок 1).

Рис. 1. Последовательное соединение источников питания

Общая эдс батареи при последовательном соединении химических источников питания равна сумме эдс всех входящих в нее элементов

Если учесть, что эдс всех источников одинаковая, предыдущее выражение может быть записано в виде

где Ei – эдс каждого источника питания в батарее.

При последовательном соединении внутренне сопротивление полученной батареи будет равно сумме сопротивлений каждого источника питания

где Ri – внутреннее сопротивление каждого источника питания в батарее.

При последовательном соединении источников питания, емкость батареи будет равна емкости каждого из источников питания.

Последовательное соединение химических источников питания применяется в том случае, когда ток нагрузки не превышает номинальный ток одного элемента, а напряжение – больше эдс одного источника.

Параллельное соединение источников питания

При параллельном соединении положительные полюсы источников питания соединяются в один общий узел, а отрицательные – в другой узел (рисунок 2).

Рис. 2. Параллельное соединение источников питания

При данном способе соединения эдс батареи равна эдс одного любого источника, включенного в ее состав

где Ei – эдс каждого источника питания в батарее.

Внутреннее сопротивлении батареи уменьшается во столько раз, сколько источников входит в ее состав, и вычисляется по формуле

где Ri – внутреннее сопротивление каждого источника питания в батарее.

Параллельное соединение химических источников питания применяется в том случае, когда напряжение потребителя равно напряжению одного источника питания, а сила тока потребителя (нагрузки) значительно превосходит разрядный ток источника.

Смешанное соединение источников питания

При смешанном соединении элементы объединяются в группы последовательно соединенных элементов с равным числом источников питания. Положительные контакты каждой группы источников питания соединяются в один общий узел, а отрицательные – в другой узел (рисунок 3).

Рис. 3. Смешанное соединение источников питания

Смешанное соединение применяется тогда, когда необходимо обеспечить нагрузку напряжением и током, большим чем у входящих в состав батареи источников питания.

Способы соединения источников тока.

Последовательное соединение.

В данной схеме «плюс» одного источника соединяется с «минусом» другого.

При этом ЭДС источников складываются Е0бщ = Е1 + Е2,поэтому данный способ используется для увеличения общего напряжения Uобщ = U1 + U2. Применяется тогда, когда напряжение для потребителя недостаточно, но один источник тока способен выдержать весь ток нагрузки.

2.Параллельное соединение

При параллельном соединении «плюс» одного источника соединяется с «плюсом» другого (соответственно соединяются и «минусы»).

При равенстве ЭДС, ток через потребитель не изменяется, но уменьшается ток через каждый из источников, что позволяет поддержать большой ток нагрузки (если для одного источника потребитель слишком мощный).

Но при этом очень важно чтобы источники имели одинаковые параметры (то есть были одного и того же типа — Е1 = Е2, r1 =r2), иначе между ними будут проходить вредные уравнительные токи, которые могут повредить их.

Параллельное соединение применяется, когда мощный потребитель нужно запитать от маломощных источников.

Смешанное соединение

Выполняется, когда нужно увеличить и напряжение и поддержать большой ток нагрузки. Т.е. когда ЭДС одного источника не хватает для напряжения на потребитель и один источник не способен выдержать весь ток нагрузки

Работа и мощность электрического тока

Работа тока – это энергия, которая выделяется при прохождении тока по проводнику. Работа электрического тока равна произведению напряжения, тока и времени. Работа электрического тока измеряется в Вт· сек, кВт· час ( kW · h )

А = U · I · t , [Вт · сек ]. 1 кВт · ч = 3600000 Вт · сек

Мощность – это работа (энергия), совершенная (выделенная) за единицу времени:

P = А/t ;

Электрическая мощность равна произведению напряжения на силу тока. P = U · I , [Вт, W ], (Ватт)

Мощность любой электрической машины определяет:

1) способность машины преодолевать механическую нагрузку на валу;

2) расход электроэнергии;

3) силу тока в цепи.

Прим. При включении в бытовую электрическую сеть напряжением 220В электрического прибора мощностью в 1 кВт в цепи протекает ток около 4,5 А.

Тепловое действие тока.

Количество тепловой энергии, которая выделяется при прохождении тока по проводнику, определяется законом Джоуля – Ленца:

Q = I ² · R · t , [Дж] (Джоуль).

Прим. 1 Дж = 1 Вт · сек, 1л.с.(лошадиная сила)≈760Вт

1.20. Плотность тока.

Плотность тока определяет силу тока, приходящуюся на один квадратный миллиметр площади поперечного сечения проводника.

δ (дельта (греческий)) = I / S, [А/ мм²]

В зависимости от материала проводника, класса изоляции, типа проводки и условий охлаждения определяют номинальную и допустимую (предельную) плотность тока, превышение которой может повредить изоляцию

Пример (для алюминиевых проводов): δ ном ≈ 6 —— , δ доп ≈ 9 ——

при большей плотности тока плавится изоляция. Это значит, что стандартная алюминиевая проводка сечением 2.5 мм² рассчитана на ток 16А (мощность около 3,5кВт). Предельный ток 23 – 24 А (около 5 кВт). Для медного провода данные значения выше на 30-40%.

Читайте также  Соединение домофона и вызывной панели

Упрощенно, для подбора сечения проводов, используется следующее соотношение: для алюминия – 1 мм² сечения на 1кВт. Для меди — 1 мм² на 2 кВт мощности потребителей.

Переходное сопротивление.

Это повышенное сопротивление контактов из–за их подгара, малой площади контакта, силы нажатия, окисления и т.п. Из-за недостаточной эффективной площади контакта увеличивается плотность тока и происходит переброс тока по воздуху в виде искрения. Нагрев контактов ускоряет процесс окисления, качество контакта еще более ухудшается.

Для уменьшения переходного сопротивления контакты зачищают, облуживают, вставляют в наконечники, соединяют клеммами, спаивают, выполняют посеребрение контактных поверхностей

Раздел. Электромагнетизм.

Магнетизм —это свойство некоторых тел притягивать к себе железные предметы. Такие тела называют магнитами. Они бывают естественные и искусственные.

Свойства магнитов.

ü Наибольшей силой притяжения обладают полюса (в магнетизме, в отличие от электричества полюса обозначаются не (+) и (-), а север (N) и юг (S) от английских слов North и South).

ü Одноименные полюса – отталкиваются, а разноименные – притягиваются.

ü Разделить полюса невозможно (если разрезать магнит — получиться два отдельных магнита со своими парами полюсов).

ü Магниты размагничиваются от нагреваний и ударов (вибрации).

Магнитное поле

Магнитное поле — это особый вид материи, который образуется:

Ø Вокруг магнитов;

Ø Вокруг движущихся электрических зарядов, т.е. проводников с током;

Ø При изменении электрического поля.

Всякое изменение электрического поля образует магнитное поле и, наоборот, изменение магнитного поля порождает электрическое. Такое взаимодействие полей называется — электромагнитные волны.В том числе: радиоволны, видимый свет, ультрафиолетовое, инфра-красное излучение и пр.

Магнитное поле обозначается силовыми линиями, которые (в отличие от электрических силовых линий) всегда замкнуты, располагаются не только снаружи, но и внутри источника и направлены в ту сторону, куда поворачивается северный конец магнитной стрелки компаса,т.е.снаружи источника магнитные силовые линии направлены от севера (N) к югу (S).

Примечание: электрические и магнитные поля распространяются во взаимоперпендику-лярных плоскостях.

Силовые линии магнитного поля проводника с током распространяются в плоскости, перпендикулярной направлению тока. Направление этих силовых линий определяется по правилу буравчика:буравчик мысленно вворачиваем по направлению электрического тока в проводнике, тогда направление вращения его рукоятки будет указывать направление магнитных силовых линий. Направление тока обозначается крестом (ток – от нас) или точкой (ток – к нам).

Прим. Направление тока в проводнике определяется при помощи стрелки. Если стрелка показывает своё оперение, то ток направлен от нас, если свое остриё, то к нам.

Как повысить переменное и постоянное напряжение?

В быту и на производстве широко используются электрические и электронные приборы различного назначения. Необходимое условие их функционирования — подключение к электрической сети или иному источнику электрической энергии. Из соображений упрощения создания и последующей эксплуатации сети или источника целесообразно, чтобы выходное напряжение имело определенное значение. Например 220 В бытовой сети переменного тока и 12 В автомобильной сети постоянного тока.

На практике применяются сети как постоянного, так и переменного тока. Например, бытовая 220-вольтовая сеть функционирует на переменном токе, а бортовая автомобильная сеть использует постоянный ток. В зависимости от разновидности сети повышение напряжения до нужного значения решается в них по-разному.

При обращении к современной микроэлектронной элементной базе реализующие эти функции устройства при солидной выходной мощности обладают очень хорошими массогабаритными показателями. Для иллюстрации этого положения на рисунке 1 показан пример платы со снятым корпусом повышающего преобразователя постоянного тока.

Рис. 1. Повышающий преобразователь постоянного тока бестрансформаторного типа

В этой статье мы рассмотрим, как повысить напряжение постоянного и переменного тока и как это делать правильно.

Повышение переменного напряжения

Разновидности трансформаторов

Наиболее простой способ увеличения переменного напряжения – установка между выходом сети и питаемой нагрузкой повышающего трансформатора. Применяемые на практике устройства делятся на две основные разновидности. Первая — классические трансформаторы, вторая — автотрансформаторы. Схемы этих устройств приведены на рисунке 2.

Рис. 2. Схемы трансформатора и автотрансформатора

Классический трансформатор содержит две обмотки: первичную или входную с числом витков W1, а также вторичную или выходную с числом витков W2. Для трансформатора действует правило Uвыхода = K×Uвхода, где K = W2/W1 – коэффициент трансформации. Таким образом, в повышающем трансформаторе количество витков вторичной обмотки превышает таковое у первичной.

Повышающий авторансформатор содержит единственную обмотку с W2 витками. Сеть подключается на часть W1 ее витков. Повышение U происходит за счет того, что магнитное поле, создаваемое при протекании тока через входную часть общей обмотки, наводит ток уже во всей обмотке W2. Расчетная формула автотрансформатора аналогична обычному: Uвыхода = K×Uвхода, где K = W2/W1 – коэффициент трансформации.

Особенности трансформаторов

Эффективность функционирования трансформаторов наращивают применением сердечника из электротехнической стали. Этот компонент

  • увеличивает КПД устройства за счет уменьшения рассеяния магнитного поля в окружающем пространстве;
  • выполняет функцию несущей силовой основы для обмоток.

Неизбежные потери на вихревые тока уменьшают тем, что сердечник представляет собой наборный пакет из тонких профилированных изолированных пластин.

При прочих равных условиях целесообразно использовать трансформатор. Это связано с тем, что не пропускает постоянный ток, т.е. обеспечивает гальваническую развязку сети от приемника, позволяя добиться большей электробезопасности.

Особенность трансформатора — его обратимый характер, т.е. в зависимости от ситуации он может одинаково успешно выполнять функции повышающего и понижающего устройства. Единственное серьезное ограничение — необходимость соблюдения штатных режимов работы первичной и вторичной обмоток.

В отличие от компьютерных розеток, называемых RJ45, в различных странах при устройстве бытовых сетей электроснабжения устанавливают различные типа розеток. Известны, например, розетки, немецкого, французского, английского и иных стандартов или стилей. Поэтому на трансформатор малой мощности целесообразно возложить функции адаптера, который за счет разных типов вилок и гнезд обеспечивает механическое согласование сети и нагрузки. Пример такого устройства изображен на рисунке 3.

Рис. 3. Пример обратимого маломощного трансформатора с возможностью согласования типов розеток

Лабораторные автотрансформаторы ЛАТР

Сильная сторона автотрансформатора – простота регулирования выходного напряжения простым перемещением токосъемного контакта по обмотке. Устройства, допускающие выполнение этой опции, известны как лабораторные автотрансформаторы ЛАТР. Отличаются характерным внешним видом за счет наличия регулятора напряжения и вольтметра для его контроля, рисунок 4.

ЛАТР востребованы не только в лабораториях. Они массово применяются в гаражах, на садовых участках и других местах, где из-за перегрузки и износа линии напряжение в розетке оказывается ниже минимально допустимого.

При колебаниях сетевого напряжения вместо обычного ЛАТР целесообразно использовать стабилизатор, куда он входит в виде одного из блоков.

Рис. 4. Внешний вид одного из вариантов ЛАТР

Повышение постоянного напряжения

Общий принцип увеличения постоянного напряжения в произвольное число раз

Трансформаторный способ увеличения напряжения не может применяться в сетях постоянного тока. Поэтому при необходимости решения этой задачи используют более сложные устройства, в основу функционирования которых положена следующая схема: постоянный входной ток используется для питания генератора, с выхода которого снимают переменный сигнал. Переменное напряжение увеличивают тем или иным образом, после чего выпрямляют и сглаживают для получения более высокого постоянного.

Структурная схема такого преобразователя показана на рисунке 5.

Рисунок 5. Обобщенная структурная схема повышающего преобразователя

Отдельные разновидности схем отличаются между собой:

  • формой сигнала, снимаемого с выхода генератора (синусоидальное или близкое к нему, пилообразное, импульсное и т.д.);
  • принципом увеличения генерируемого напряжения (трансформатор, умножитель);
  • типом выпрямления и сглаживания напряжения перед подачей его на выход устройства.

В продаже доступны микроэлектронная элементная база, которая позволяет собирать преобразователи данной разновидности при наличии даже начальных навыков радиомонтажника.

Умножители

Умножители применяют в тех случаях, когда из переменного входного напряжения нужно получить постоянное, которое в кратное количество раз превышает входное.

Существует большое количество схем умножителей. Одна из них показана на рисунке 6.

Рис. 6. Принципиальная схема умножителя

Коэффициент умножения можно нарастить увеличением количества каскадов.

Рис. 7. Еще пример: умножитель в 6 и 8 раз Рис. 8. Учетверитель напряжения

Общее для таких схем:

  • мостовой принцип реализации для увеличения общего КПД устройства;
  • использование конденсаторов для накапливания заряда;
  • применение диодов как элемента выпрямления.

Техника безопасности

При сборке и использовании повышающих устройств вне зависимости от их разновидности необходимо соблюдать базовые положения правил техники безопасности. Главные из них:

  • ни при каких условиях нельзя касаться незащищенными частями тела токоведущих элементов схем;
  • запрещается даже кратковременное превышение максимальной нагрузки;
  • устройства в обычном офисном исполнении нельзя эксплуатировать во влажных помещениях;
  • оборудование следует защищать от попадания брызг воды.
Читайте также  Герметичное соединение электропроводов в воде

Заключение

Приведем несколько областей использования устройств для увеличения напряжения.

Для переменного тока наиболее распространено использование повышающих трансформаторов для подключения различной европейской электронной и электротехнической техники к бытовой 110-вольтовой сети в США.

Примеры из области постоянного напряжения:

  • мощность широко распространенных USB-зарядников достаточна для питания СД-ленты, но последние требуют для работы напряжения 12 В; для такой выгодно ситуации применение повышающего преобразователя;
  • на 3,3-вольтовых литиевых аккумуляторах можно собрать power bank для мобильных телефонов;
  • регулируемые устройства хорошо востребованы при выполнении настроек автомобильных генераторов.

Автомобильный аккумулятор с подключенным к нему повышающим преобразователем может эффективно питать за городом такие 220-вольтовые устройства как телевизор, магнитофон, дрель.

Устройства для увеличения постоянного и переменного напряжения имеют обширную область применения, серьезно отличаясь друг от друга схемотехнически.

Выбор конкретной реализации зависит от ряда факторов, основные среди которых:

  • соотношение входного и выходного напряжения;
  • мощность питаемой нагрузки
  • уровень жесткости требований электробезопасности.

На практике можно воспользоваться как покупными, так и самодельными устройствами. Большинство самодельных схем доступны для воспроизведения при наличии даже среднего уровня подготовки в области электротехники и схемотехники.

Видео


Способы соединения приемников электрической энергии

При одновременном включении нескольких приемников электроэнергии в одну и ту же сеть, эти приемники можно легко рассматривать просто как элементы единой цепи, каждый из которых обладает собственным сопротивлением.

В ряде случаев такой подход оказывается вполне приемлемым: лампы накаливания, электрические обогреватели и т. п. — можно воспринимать как резисторы. То есть приборы можно заменить на их сопротивления, и легко произвести расчет параметров цепи.

Способ соединения приемников электроэнергии может быть одним из следующих: последовательный, параллельный или смешанный тип соединения.

Последовательное соединение

Когда несколько приемников (резисторов) соединяются в последовательную цепь, то есть второй вывод первого присоединяется к первому выводу второго, второй вывод второго соединяется с первым выводом третьего, второй вывод третьего с первым выводом четвертого и т. д., то при подключении такой цепи к источнику питания, через все элементы цепи потечет ток I одной и той же величины. Данную мысль поясняет приведенный рисунок.

Заменив приборы на их сопротивления, рисунок преобразуем в схему, тогда сопротивления с R1 по R4, соединенные последовательно, примут каждый на себя определенные напряжения, которые в сумме дадут значение ЭДС на зажимах источника питания. Для простоты здесь и далее изобразим источник в виде гальванического элемента.

Выразив падения напряжений через ток и через сопротивления, получим выражение для эквивалентного сопротивления последовательной цепи приемников: общее сопротивление последовательного соединения резисторов всегда равно алгебраической сумме всех сопротивлений, составляющих эту цепь. А поскольку напряжения на каждом из участков цепи можно найти из закона Ома (U = I*R, U1 = I*R1, U2 = I*R2 и т. д.) и E = U, то для нашей схемы получаем:

Напряжение на клеммах источника питания равно сумме падений напряжений на каждом из соединенных последовательно приемников, составляющих цепь.

Так как ток через всю цепь течет одного и того же значения, то справедливым будет утверждение, что напряжения на последовательно соединенных приемниках (резисторах) соотносятся между собой пропорционально сопротивлениям. И чем выше будет сопротивление, тем выше окажется и напряжение, приложенное к приемнику.

Для последовательного соединения резисторов в количестве n штук, обладающих одинаковыми сопротивлениями Rk, эквивалентное общее сопротивление цепи целиком будет в n раз больше каждого из этих сопротивлений: R = n*Rk. Соответственно и напряжения, приложенные к каждому из резисторов цепи будут между собой равны, и окажутся в n раз меньше напряжения, приложенного ко всей цепи: Uk = U/n.

Для последовательного соединения приемников электроэнергии характерны следующие свойства: если изменить сопротивление одного из приемников цепи, то напряжения на остальных приемниках цепи при этом изменятся; при обрыве одного из приемников ток прекратится во всей цепи, во всех остальных приемниках.

В силу этих особенностей последовательное соединение встречается редко, и используют его лишь там, где напряжение сети выше номинального напряжения приемников, в отсутствие альтернатив.

К примеру напряжением 220 вольт можно запитать две последовательно соединенные лампы равной мощности, каждая из которых рассчитана на напряжение 110 вольт. Ежели данные лампы при одинаковом номинальном напряжении питания будут обладать различной номинальной мощностью, то одна из них будет перегружена и скорее всего мгновенно перегорит.

Параллельное соединение

Параллельное соединение приемников предполагает включение каждого из них между парой точек электрической цепи с тем, чтобы они образовывали параллельные ветви, каждая из которых питается напряжением источника. Для наглядности опять заменим приемники их электрическими сопротивлениями, чтобы получить схему, по которой удобно вести расчет параметров.

Как уже было сказано, в случае параллельного соединения каждый из резисторов испытывает действие одного и того же напряжения. И в соответствии с законом Ома имеем: I1=U/R1, I2=U/R2, I3=U/R3.

Здесь I – ток источника. Первый закон Кирхгофа для данной цепи позволяет записать выражение для тока в неразветвленной ее части: I = I1+I2+I3.

Отсюда общее сопротивление для параллельного соединения между собой элементов цепи можно найти из формулы:

Величина обратная сопротивлению называется проводимостью G, и формулу для проводимости цепи, состоящей из нескольких параллельно соединенных элементов, также можно записать: G = G1 + G2 + G3. Проводимость цепи в случае параллельного соединения образующих ее резисторов равна алгебраической сумме проводимостей этих резисторов. Следовательно, при добавлении в цепь параллельных приемников (резисторов) суммарное сопротивление цепи уменьшится, а суммарная проводимость соответственно возрастет.

Токи в цепи состоящей из параллельно соединенных приемников, распределяются между ними прямо пропорционально их проводимостям, то есть обратно пропорционально их сопротивлениям. Здесь можно привести аналогию из гидравлики, где поток воды распределяется по трубам в соответствии с их сечениями, тогда большее сечение аналогично меньшему сопротивлению, то есть большей проводимости.

Если цепь состоит из нескольких (n) одинаковых резисторов, соединенных параллельно, то общее сопротивление цепи будет ниже в n раз, чем сопротивление одного из резисторов, а ток через каждый из резисторов будет меньше в n раз, чем общий ток: R = R1/n; I1 = I/n.

Цепь, состоящая из параллельно соединенных приемников, подключенная к источнику питания, отличается тем, что каждый из приемников находится под напряжением источника питания.

Для идеального источника электроэнергии справедливо утверждение: при подключении или отключении параллельно источнику резисторов, токи в остальных подключенных резисторах не изменятся, то есть при выходе из строя одного или нескольких приемников параллельной цепи, остальные будут продолжать работать в прежнем режиме.

В силу данных особенностей параллельное соединение обладает значительным преимуществом перед последовательным, и по этой причине именно соединение параллельное наиболее распространено в электрических сетях. Например, все электроприборы в наших домах предназначены для параллельного подключения к бытовой сети, и если отключить один, то остальным это ничуть не навредит.

Сравнение последовательных и параллельных цепей

Последовательная цепь Параллельная цепь
1. Ток один и тот же во всех элементах цепи. 1. Напряжение одно и то же на зажимах ветвей.
2. Падение напряжения на зажимах каждого сопротивления равно IR. 2. Ток в каждой ветви равен U/R.
3. Приложенное к цепи напряжение равно сумме падений напряжений. 3. Ток в общей цепи равен сумме токов ветвей.
4. Обрыв в одном месте цепи вызывает прекращение тока во всей цепи. 4. Обрыв в одной ветви не препятствует прохождению тока в остальных ветвях.

Смешанное соединение

Под смешанным соединением приемников понимают такое их соединение, когда часть или несколько из них соединены между собой последовательно, а другая часть или несколько — параллельно. При этом вся цепь может быть образована из разных соединений таких частей между собой. Для примера рассмотрим схему:

Три последовательно соединенных резистора подключены к источнику питания, параллельно одному из них подключены еще два, а третий — параллельно всей цепи. Для нахождения полного сопротивления цепи идут путем последовательных преобразований: сложную цепь последовательно приводят к простому виду, последовательно вычисляя сопротивление каждого звена, и так находят общее эквивалентное сопротивление.

Для нашего примера. Сначала находят общее сопротивление двух резисторов R4 и R5, соединенных последовательно, затем сопротивление параллельного соединения их с R2, потом прибавляют к полученному значению R1 и R3, и после — вычисляют значение сопротивления всей цепи, включая параллельную ветвь R6.

Читайте также  Источники света лампы накаливания с йодным циклом

Различные способы соединения приемников электроэнергии применяют на практике для различных целей, чтобы решать конкретные поставленные задачи. Например, смешанное соединение можно встретить в схемах плавного заряда электролитических конденсаторов в мощных блоках питания, где нагрузка (конденсаторы после диодного моста) сначала получает питание последовательно через резистор, затем резистор шунтируется контактами реле, и нагрузка оказывается подключенной к диодному мосту параллельно.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ: «ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ», СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 230103.02 МАСТЕР ПО ОБРАБОТКЕ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

1. Какой способ соединения источников позволяет увеличить напряжение?

а) последовательное соединение;

б) параллельное соединение;

в) смешанное соединение;

2. Расшифруйте абривиатуру ЭДС:

а) электронно-динамическая система;

б) электрическая движущая система;

в) электродвижущая сила;

г) электронно действующая сила

3. При каком напряжении выгоднее передавать электрическую энергию в линии

электропередач при заданной мощности?

а) при пониженном;

б) при повышенном;

г) значение напряжения утверждено ГОСТом

4. Чему равен ток в нулевом проводе в симметричной трёхфазной цепи при соединении

нагрузки в звезду?

а) номинальному току одной фазы;

в) сумме номинальных токов двух фаз;

г) сумме номинальных токов трёх фаз

5. Почему обрыв нейтрального провода четырехпроходной системы является аварийным

а) на всех фазах приёмника энергии напряжение падает;

б) на всех фазах приёмника энергии напряжение возрастает;

в) возникает короткое замыкание;

г) на одних фазах приёмника энергии напряжение увеличивается, на других уменьшается

6. Какие трансформаторы используются для питания электроэнергией бытовых

потребителей?

7. Какой физический закон лежит в основе принципа действия трансформатора?

б) закон Кирхгофа;

в) закон самоиндукции;

г) закон электромагнитной индукции.

8. Почему магнитопровод статора асинхронного двигателя набирают из изолированных

листов электротехнической стали?

а) для уменьшения потерь на перемагничивание;

б) для уменьшения потерь на вихревые токи;

в) для увеличения сопротивления;

г) из конструкционных соображений

9. Что является вращающейся частью в асинхронном двигателе?

10. Укажите основной недостаток асинхронного двигателя:

а) сложность конструкции;

б) зависимость частоты вращения от момента на валу;

г) отсутствие экономичных устройств для плавного регулирования частоты вращения ротора

11. С какой скоростью вращается ротор синхронного генератора?

а) с той же скоростью, что и круговое магнитное поле токов статора;

б) со скоростью, большей скорости вращения поля токов статора;

в) со скоростью, меньшей скорости вращения поля токов статора;

г) скорость вращения ротора определяется заводом – изготовителем

12. Синхронные двигатели относятся к двигателям:

а) с регулируемой частотой вращения;

б) с нерегулируемой частотой вращения;

в) со ступенчатым регулированием частоты вращения;

г) с плавным регулированием частоты вращения

13. Опасен ли для человека источник электрической энергии, напряжением 36 В?

в) опасен при некоторых условиях;

г) это зависит от того, переменный ток или постоянный

14. От чего зависит степень поражения человека электрическим током?

б) от частоты тока;

в) от напряжения;

г) от всех перечисленных факторов

15. Какие линии электропередач используются для передачи электроэнергии?

г) все перечисленные

Какое из приведенных средств не соответствует последовательному соединению ветвей при постоянном токе?

а) ток во всех элементах цепи одинаков;

б) напряжение на зажимах цепи равно сумме напряжений на всех его участков;

в) напряжение на всех элементах цепи одинаково и равно по величине входному

г) отношение напряжений на участках цепи равно отношению сопротивлений на этих

2. Что называется электрическим током?

а) движение разряженных частиц;

б) количество заряда, переносимое через поперечное сечение проводника за единицу

в) равноускоренное движение заряженных частиц;

г) порядочное движение заряженных частиц

3. Обычно векторные диаграммы строят для:

а) амплитудных значений ЭДС, напряжений и токов;

б) действующих значений ЭДС, напряжений и токов;

в) действующих и амплитудных значений;

г) мгновенных значений ЭДС, напряжений и токов

4. Лампы накаливания с номинальным напряжением 220 В включают в трехфазную сеть

с напряжением 220 В. Определить схему соединения ламп.

а) трехпроводной звездой;

б) четырехпроводной звездой;

г) шестипроводной звездой

5. Может ли ток в нулевом проводе четырехпроводной цепи, соединенной звездой быть

равным нулю?

в) всегда равен нулю;

г) никогда не равен нулю

6. Чем принципиально отличается автотрансформаторы от трансформатора?

а) малым коэффициентом трансформации;

б) возможностью изменения коэффициента трансформации;

в) электрическим соединением первичной и вторичной цепей;

7. Какой режим работы трансформатора позволяет определить коэффициент

трансформации?

а) режим нагрузки;

б) режим холостого хода;

в) режим короткого замыкания;

г) ни один из перечисленных

8. Как изменить направление вращения магнитного поля статора асинхронного трехфазного

а) достаточно изменить порядок чередования всех трёх фаз; б) достаточно изменить порядок чередования двух фаз из трёх;

в) достаточно изменить порядок чередования одной фазы; г) это сделать не возможно

9. Для преобразования какой энергии предназначены асинхронные двигатели?

а) электрической энергии в механическую;

б) механической энергии в электрическую;

в) электрической энергии в тепловую;

г) механической энергии во внутреннюю

10. Перечислите режимы работы асинхронного электродвигателя

а) режимы двигателя;

б) режим генератора;

в) режим электромагнитного тормоза;

г) все перечисленные

11. К какому источнику электрической энергии подключается обмотка статора синхронного

а) к источнику трёхфазного тока;

б) к источнику однофазного тока;

в) к источнику переменного тока;

г) к источнику постоянного тока

12. В качестве, каких устройств используются синхронные машины?

в) синхронные компенсаторы;

г) во всех перечисленных

13. По степени безопасности, обусловленной характером производства и состоянием

окружающей среды, помещения с повышенной опасностью…

а) это помещения сухие, отапливаемые с токонепроводящими полами и относительной

влажностью не более 60 %;

б) это помещения с высокой влажностью, более 75 %, токопроводящими полами

и температурой выше + 30;

в) это помещение с влажностью, близкой к 100 %, химически активной средой;

г) все перечисленные признаки

14. Чему равна наименьшая смертельно опасная сила тока для человека ?

15. Какую опасность представляет резонанс напряжений для электрических устройств?

а) недопустимый перегрев отдельных элементов электрической цепи; б) пробой изоляции обмоток электрических машин и аппаратов;

в) пробой изоляции кабелей и конденсаторов;

г) все перечисленные аварийные режимы

ЛИСТ ОТВЕТОВ

для тестовых заданий по дисциплине: » Основы электротехники «,

студента группы: _________

Вариант № ____

Подпись: _____________________

Дата: ________________

ЛИСТ ОТВЕТОВ

для тестовых заданий по дисциплине: » Основы электротехники «,

студента группы: _________

Вариант № ____

Подпись: _____________________

Дата: ________________

КОДИФИКАТОР

тестовых заданий по дисциплине: » Основы электротехники «

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ТЕСТА

« 5 » – 85-100% = 13-15 правильных ответов

« 4 » – 65-84% = 10-12 правильных ответов

« 3 » – 50-64% = 7-9 правильных ответов

« 2 »- менее 49% = 6 и менее правильных ответов

  • Все материалы
  • Статьи
  • Научные работы
  • Видеоуроки
  • Презентации
  • Конспекты
  • Тесты
  • Рабочие программы
  • Другие методич. материалы

  • Карташов Алексей НиколаевичНаписать 4838 01.10.2015

Номер материала: ДВ-023972

  • Другое
  • Другие методич. материалы
    01.10.2015 864
    01.10.2015 593
    01.10.2015 3364
    01.10.2015 1279
    01.10.2015 533
    01.10.2015 1793
    01.10.2015 715

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

В Госдуме предложили заменить школьные завтраки денежными сертификатами

Время чтения: 1 минута

В России предложили установить единый интернет-тариф для школ

Время чтения: 2 минуты

Школьники из Москвы выиграли пять медалей на всемирной олимпиаде по лингвистике

Время чтения: 1 минута

Обучение по учебнику истории под редакцией Мединского для 10 класса начнется с 1 сентября

Время чтения: 1 минута

В КПРФ предложили отменить НДС для детской и учебной литературы

Время чтения: 2 минуты

Выплаты по десять тысяч рублей на школьников начнутся досрочно

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.