1. Podaj definicję SEM.
2. Narysuj schemat i wyjaśnij charakterystykę zewnętrzną źródła prądu dla 2 różnych rezystancji obciążenia i jednakowej rezystancji wewnętrznej źródła.
Zdefiniuj stan jałowy oraz zwarcia i wyznacz punkty pracy odpowiednio do rezystancji obciążenia.
3. Omów prawa Kirchoffa (w pełni) dla układu szeregowego, równoległego pasywnego i aktywnego oraz dla trójkątnego i gwiazdowego połączenia oporników.
4. Wyjaśnij rozwiązanie obwodu prądu stałego metodą oczkową (obwody liniowe).
5. Omówić szeregowe i równoległe łączenie źródeł.
6. Podać zależność na wektor indukcji elektrostatycznej.
7. Definicja pojemności kondensatora i stałej dielektrycznej.
8. Energia pola elektrostatycznego.
9. Szeregowe i równoległe połączenie kondensatorów.
10. Stany nieustalone RC - stała czasowa, ładowanie i rozładowanie kondensatora.
11. Zdefiniować wektor indukcji magnetycznej, natężenia pola, przepływ oraz przenikalność magnetyczną.
12. Omówić i wyjaśnić pętlę histerezy oraz straty histerezy.
13. Zdefiniować oddziaływania pól magnetycznych oraz siłę elektrodynamiczną.
14. Wyjaśnić w postaci różniczkowej zjawisko indukcji elektrodynamicznej (prawo Lenza).
15. wyprowadź wzór na reluktancję.
16. wyjaśnij szeregowe i równoległe obwody elektromagnetyczne.
17. co to jest siła magneto motoryczna? (prawo przepływu)
18. Omówić tok rozwiązywania obwodów elektromagnetycznych.
19. Praca prądu, udźwig elektromagnesu - wyprowadzić równania.
20. Prawo Lorenza w postaci różniczkowej, SEM samoindukcji, różniczkowa postać indukcyjności.
21. Stany nieustalone RL - zrozumieć i wyprowadzić.
22. Indukcyjność wzajemna - zrozumieć i wyprowadzić.
23. Elementy RLC w obwodach prądu przemiennego - przesunięcie fazowe.
24. Trójkąt mocy dla odbiorników o charakterze indukcyjnym i pojemnościowym - jednostki mocy.
25. Co to jest wartość skuteczna prądu i napięcia.
26. Podać definicję napięć prądów przewodowych i fazowych - uzasadnić na przykładzie połączenia trójkąt i gwiazda.
27. Ile wynosi różnica wartości między napięciem przewodowym a fazowym, oraz prądem przewodowym a fazowym dla odbiorników o tej samej impedancji z, w sieci trójfazowej.
28. Ile wynosi różnica wartości mocy pobieranej z sieci trójfazowej tego samego odbiornika połączonego raz w trójkąt a raz w gwiazdę.
29. Co to jest pole pulsujące, a co wirujące. Podaj rozwiązanie dla pojedynczej cewki, 2 cewek i 3 cewek.
30. Zdefiniuj przekładnię transformatora.
31. Narysuj i opisz schemat zastępczy transformatora w stanie jałowym. Co oznacza brak połączeń galwanicznych między uzwojeniami transformatora rzeczywistego?
32. Pełen i uproszczony wykres transformatora w stanie jałowym - narysuj.
33. Omów charakterystyki i właściwości stanu jałowego transformatora.
34. Narysować schemat ideowy i zastępczy transformatora w stanie obciążenia.
35. Narysować schemat ideowy i zastępczy transformatora w stanie zwarcia.
36. Udowodnić, że w stanie zmiennego obciążenia, strumień wypadkowy jest stały i równy strumieniowi w stanie jałowym. Udowodnić, że suma prądów transformatora jest również stała i równa prądowi stanu jałowego.
37. Narysować wykresy wektorowe dla stanów obciążenia i jałowego transformatora.
38. Co to jest wartość wielkości napięcia i prądu obwodu wtórnego odniesiona do obwodu pierwotnego transformatora (z1/z2) [do 34 i 35 pytania, powiązane]

1. Siła elektro motoryczna to czynnik powodujący przepływ prądu w obwodzie elektrycznym równy energii elektrycznej uzyskanej przez jednostkowy ładunek przemieszczany w urządzeniu prądu elektrycznego w kierunku przeciwnym do sił pola elektrycznego oddziałującego na ten ładunek. Jest to wartość wyznaczalna, nie jest mierzalna.
   E=I(Rw+Ro),
   Ro=U/I -równanie prądowe (wzór Ohma), (Ro - opór odbiornika)
   E=U+I*Rw -równanie napięciowe

2.

Rzeczywiste źródło napięcia stałego można scharakteryzować podając jego siłę elektromotoryczną E oraz rezystancję wewnętrzną R_w. Parametry te wyznaczają tzw. charakterystykę zewnętrzną źródła.

Charakterystyka ta w układzie współrzędnych (I,U) jest linią prostą przechodzącą przez punkty (E/Rw, 0) i (0, E). Wartość E/Rw jest prądem płynącym przy zwarciu zacisków rzeczywistego źródła napięcia (obciążenie R = 0). Natomiast E mierzymy na rozwartych zaciskach źródła napięcia (R=nieskończone), czyli w stanie jałowym.

Stan jałowy to stan dla prądu wynoszącego 0 (napięcie jest wtedy największe). Stan zwarcia to stan, w którym opór jest zerowy (prąd jest największy, napięcie = 0)

3.

I prawo kirchoffa - suma algebraiczna prądów w węźle równa się 0. Znaczy to, że suma prądów wchodzących do węzła (znak +) i wychodzących z węzła (znak -) musi równać się 0.

II prawo kirchoffa - suma spadków napięć w oczku równa się sumie napięć źródłowych.

Obliczanie obwodów pasywnych (czyli takich w których nie ma źródła prądu lub napięcia a są same rezystory) polega na sprowadzeniu złożonego obwodu do uproszczonego obwodu zawierającego jedynie rezystancję zastępczą (łączymy opory).

Przy łączeniu szeregowym rezystorów mamy jeden prąd płynący przez nie wszystkie.

Rz=R1+R2+R3… itd.

Przy łączeniu równoległym prąd się rozgałęzia lecz napięcię między punktami rozgałęzienia jest stałe i wynosi U.

1/Rz=1/R1+1/R2+…

Do obwodów aktywnych stosuje się prawa Kirchoffa. Dla obwodu nierozgałęzionego zakładamy kierunek dodatni np. prawoskrętny. Wszystkie siły elektro motoryczne i prądy o kierunku dodatnim maja znak +, o kierunku ujemnym znak -.

(R*I - spadki napięcia na odbiornikach)

Do obwodów rozgałęzionych układa się równania węzłowe i równania oczkowe, korzystamy z praw opisanych wyżej (prądy w węźle i napięcie w oczku).

Dla trójkąta:

RAB=R1||R2+R3 (wszystko pod jedna klamra - układ równań)

RBC=R2||R3+R1

RCA=R3||R1+R2

Dla gwiazdy:

RAB=R30+R10 (wszystko pod jedna klamra - układ równań)

RBC=R10+R20

RCA=R20+R30

4.

Prąd oczkowy jest równy prądom które wchodzą w skład jednego oczka.

I'1=I1 ;

I'2=I2 ;

I'3=I6 ;

(prądy te są jedynymi, które nie powtarzają się w żadnym innym oczku)

Rezystancja własna oczka:

Suma rezystancji występujących w danym oczku.

R11=R1+R5+R4;

R22=R2+R3+R5;

R33=R3+R4+R5;

Rezystancja wzajemna oczek k i l

Jest równa sumie rezystancji gałęzi należących jednocześnie do oczka k i l.

Prąd oczkowy

Znak rezystancji wzajemnej zależy od zwrotów prądów,

jeśli zwroty prądów są zgodne to bierzemy z `+'

jeśli zwroty prądów są przeciwne to bierzemy z `-`

jeśli oczka k i l nie stykają się to rezystancja wzajemna = 0

R12=-R5

R13=-R4

R23=-R3

Napięcie źródłowe oczka

Odnosi się do źródła prądu w danym oczku, nazywamy nim sumę napięć źródłowych.

Ma znak + jeśli zwrot napięcia źródłowego jest zgodny z zwrotem napięcia oczkowego.

Ma znak - gdy jest przeciwny

DO SCHEMATU NA GÓRZE

E'1=0

E'2=0

E'3=E

E jest różne od E1, i E1 jest większe od E

E'3=-|E1-E|

(E'k wstawiamy pod tym numerem kolumny macierzy którego prądu szukamy, 2 kolumna dla I'2)

OPRACOWANIE DOMINIKA (lepsze do zrozumienia)

Metoda oczkowa
W metodzie oczkowej wprowadza się prądy oczkowe jako zmienne czyli prady przypisane niezależnym oczkom występującym w obwodzie.

Prąd gałęzi jest = sumie lub róznicy (w zależności od zwrotu) Prądów oczkowych skojarzonych z daną gałęzią

Przy założeniu ze wszystkie prądy oczkowe mają zgodny zwrot impedancja oczka i tego = sumie impedancji wszystkich gałęzi występujących w oczku
Impedancja wzajemna dwu oczek przy identycznym zwrocie wszystkich prądów oczkowych = impedancji wspólnej dla obu oczek wziętej ze znakiem minus
Element k ty wektora wymuszen napięciowych E jest = sumie wszystkich napiec źródłowych występujących w k- tym oczku. Przy założeniu orientacji oczka napięcie źródłowe dodaje się ze znakiem + jeśli zgodny zwrot oraz ze znakiem - gdy zwroty przeciwne
Metoda prądów oczkowych wymaga rozwiązania układu N równań, gdzie N oznacza liczbę oczek niezależnych.

5. Łączenie źródeł

szeregowo:

Ez=E1+E2+…

Rwz=Rw1+Rw2+…

Równolegle:

E1=E2=E

1/Rwz = 1/Rw1 + 1/Rw2 + …

6.

Pole elektryczne powstaje w przestrzeni otaczającej ładunki elektryczne.

ładunki statyczne - pole elektrostatyczne

Indukcyjność - gęstość linii sił pola elektrycznego

q=C*U

C=q/U=[(A*s)/V]=[F] (Farad, jest to jednostka bardzo duża i w rzeczywistości używa się piko lub nano faradów)

Natężenie pola elektrycznego

K=dU/dl

K=U/l [V/m]

D=εK [(A*s)/m^2] indukcja elektryczna jest proporcjonalna do iloczynu przenikalności i natężenia pola elektrycznego

ε=D/K [F/m] stała dielektryczna (przenikalność elektryczna)

(7 -10 pytania opracował Dominik)

7. Definicja pojemności kondensatora i stałej dielektrycznej.

Wstep moj
Kondensator- to element służący do gromadzenia ładunku elektrycznego oraz energii elektrycznej. Kondensator płaski są to 2 równoległe płytki nazywane okładkami. które znajdują się w niewielkiej odległości od siebie i są oddzielone warstwą izolatora. Np. powietrze
Indukcja - GĘSTOŚĆ LINI (tak bło też z indukcją magnetyczną pamiętać tam było B=F/Il)
wymiar indukcji elektrycznej D=Q/S = [C/m^2] coulomb na metr kwadrat
-
--------
Pojemnością kondensatora {C} nazywamy stosunek ładunku kondensatora Q do napięcia występującego pomiędzy jego okładkami.
C=Q/U - [1A*s/V]= 1 FARAD [1F]
jeden farad jest pojemnoscia kondensatora w ktorym przylozenie napięcia równego jednemu woltowi powoduje zgromadzenie sie na elektrodach ładunków elektrycznych równych jednemu kulombowi (1A*s)
-
-------
wstep cz.2 W polu elektrycznym mieędzy okładkami jest różnica potencjałów = przyłożonemu napięciu. Jednostka przypadajaca na jednostke dlugosci lini sił pola elektrycznego nosi nazwe NATEZENIA pola elektrycznego i jest oznaczana {K} K=U/d - gdzie d to odleglosc miedzy tymi okladkami. czyli jest to [V/m]
---------------------------------
PRzenikalnośc - Pomiędzy gęstością lini sił (INDUKCJĄ D) a natężeniem K istnieje związek
D=(epsilon)K
epsilon = D/K [F/m] farad na metr - jest to przenikalnosc elektryhczna


9. Szeregowe i równoległe połączenie kondensatorów.
połączenie równoległe - Wszystkie okładki kondensatorów mają ten sam
potencjał, czyli napięcie U jest dla każdego z nich jednakowe. Ładunek
zgromadzony w połączeniu rozkłada na kondensatorach proporcjonalnie
do ich pojemności. Pojemnośc układu równa jest sumie pojemności
kondensatorów tworzących połączenie. Połącznie to służy do zwiększania
pojemności. C=c1+c2+c3+...
Połączenie szeregowe -Wszystkie kondensatory mają ten sam ładunek.

Q=C1U1=C2U2=itd
napęcia U1,U2,U3 na poszczególnych kondensatorach są odwrotnie
proporcjonalne do ich pojemności U1=Q/C1 u2=Q/C2 itd
suma napięc na poszczególnych konden U=U1+U2+U3 więc
Q/Cz (zastepcze) - Q/C1 + Q/C2 + Q/C3 stąd
1/Cz=1/C1+1/C2+1/C3 itd

połączenie stosuje sie do uzyskania mniejszych pojemnośći

8. nierozłaczne z 10.
w stanie ustalonym kondensator nie pobiera prądu. tylko gdy jest nienaładowany i włączy się napięcie w przewodzie, płynie prąd ładowania i trwa STAN NIEUSTALONY dopóóki nie zgromadzi sie Q na okładkach. Pod wpływem gromadzenia się powsstaje napięcie uc skierowane przeciwnie do napięcia stałego U. zgodnie z 2 kirchofffa
U-uc=Ri więc natężenie przy ładowaniu i=U-uc/R prąd tehn wykonuje w czasie dt przost dq dq=idt przyrost napięcia na kondensatorze duc dq=Cduc co oznacza że prąd ładowania jest proporcjonalny do prędkości narastania napięcia na kondensatorze. Z równan o trzymuje sie rownanie różniczkowe a jego rozwiązaniem uc=U(1 - e^ - 1/T) gdzie T=RC - elektryczna stała czasowa wyrazana w sekundach

stąd prąd ładowania kondensatora w posaci znikjącej funkcji wykładniczej i=Ue^(- 1/T) /R
(T we wzorach to Tau, Stałą czasową nazywamy zdolność do kumulowania energii)

Kondensator pobiera w czaseie ładowania energię która gromadzi się w nim w postaci energii pola elektryucznego W=C*U^2 = 1J żul

TERaz rozładowanie kondenstatora
Naładowany kondensator jest źródłem energii. jeśli sie odetnie zasilanie to nastąpi przepływ ładunków z kondensatora. Przebieg prądu rozładowania wyraza funckja i=uc/R=Ue(- 1/T)^/R

---