Pytania pomocnicze - ELE.01

Służy do tłumienia zakłóceń wysokiej częstotliwości, które mogłyby przedostać się z urządzenia do sieci zasilającej. Jest elementem filtrującym, a nie zabezpieczającym przed zwarciem.

Ponieważ reaktancja pojemnościowa kondensatora maleje wraz ze wzrostem częstotliwości. Dla zakłóceń wysokoczęstotliwościowych kondensator stanowi więc łatwiejszą drogę odpływu.

Kondensator przepustowy ogranicza zakłócenia elektromagnetyczne. Bezpiecznik topikowy zabezpiecza obwód przed skutkami zbyt dużego prądu, np. zwarcia lub przeciążenia.

Mostek prostowniczy służy do zamiany napięcia przemiennego na napięcie jednokierunkowe pulsujące. Nie jest elementem przeznaczonym głównie do ograniczania zakłóceń emitowanych do sieci.

Filtrów wymagają zwłaszcza urządzenia z przetwornicami impulsowymi, falownikami, silnikami, stycznikami i układami przełączającymi duże prądy. Takie układy łatwo generują zakłócenia przewodzone.

Oznacza to, że urządzenie wprowadza niepożądane sygnały elektryczne do przewodów zasilających. Mogą one zakłócać pracę innych odbiorników podłączonych do tej samej sieci.

Prądnica zamienia energię mechaniczną na energię elektryczną. Może wytwarzać prąd stały lub przemienny, zależnie od budowy.

Prądnica wytwarza energię elektryczną z energii mechanicznej, a silnik działa odwrotnie: zamienia energię elektryczną na mechaniczną.

Najczęściej jest to symbol maszyny wirującej, czyli okrąg, z literą G oznaczającą generator.

Oba urządzenia są maszynami elektrycznymi wirującymi. Różni je głównie kierunek przemiany energii oraz oznaczenie literowe, np. G dla prądnicy i M dla silnika.

Litera G oznacza generator, czyli prądnicę. Jest to podstawowa wskazówka przy rozpoznawaniu symbolu na schemacie.

Mogą pojawić się oznaczenia rodzaju prądu, np. znak ~ dla prądu przemiennego albo znaki + i − dla prądu stałego.

W świetlówce wyładowanie elektryczne w parach rtęci wytwarza promieniowanie ultrafioletowe. Promieniowanie to pobudza luminofor, który emituje światło widzialne.

Pary rtęci emitują głównie promieniowanie ultrafioletowe, niewidzialne dla człowieka. Światło widzialne powstaje dopiero w luminoforze.

Argon ułatwia zapłon i podtrzymanie wyładowania elektrycznego w rurze świetlówki. Nie jest bezpośrednim źródłem światła widzialnego.

Elektrody umożliwiają przepływ prądu przez gaz wewnątrz świetlówki. Dzięki temu może powstać wyładowanie elektryczne.

Luminofor pochłania energię promieniowania ultrafioletowego i emituje ją ponownie jako światło widzialne. Jest to zjawisko luminescencji.

Świetlówka jest lampą wyładowczą i po zapłonie jej prąd musi być ograniczany. Do tego stosuje się statecznik elektroniczny lub dawniej dławik ze starterem.

Przewód AFL składa się z drutów aluminiowych oraz stalowego rdzenia. Aluminium odpowiada głównie za przewodzenie prądu, a stal za wytrzymałość mechaniczną.

Aluminium ma dobrą przewodność elektryczną i małą masę w porównaniu z miedzią. Dzięki temu nadaje się do długich odcinków linii napowietrznych.

Aluminium ma mniejszą wytrzymałość mechaniczną niż stal. Przy dużych rozpiętościach, wietrze lub oblodzeniu przewód mógłby ulec nadmiernemu rozciągnięciu albo zerwaniu.

Nie jest to jego główne zadanie. Prąd przewodzą przede wszystkim druty aluminiowe, ponieważ mają znacznie lepszą przewodność elektryczną niż stal.

Wzrost temperatury powoduje wydłużenie przewodu i zwiększenie jego zwisu. Stalowy rdzeń pomaga utrzymać odpowiednią wytrzymałość mechaniczną przewodu.

Na przewody działają m.in. ciężar własny, naciąg, wiatr, sadź, lód oraz zmiany temperatury. Dlatego przewody muszą mieć odpowiednią wytrzymałość mechaniczną.

Bramka NAND daje na wyjściu 0 tylko wtedy, gdy wszystkie jej wejścia mają stan 1. W pozostałych przypadkach wyjście ma stan 1.

Ponieważ za pomocą samych bramek NAND można zbudować inne podstawowe bramki logiczne, takie jak NOT, AND i OR.

Należy połączyć oba wejścia bramki NAND z tym samym sygnałem. Wtedy układ realizuje funkcję NOT.

Trzeba kolejno wyznaczać sygnały na wyjściach poszczególnych bramek dla wszystkich kombinacji wejść. Wynik końcowy porównuje się z tabelą prawdy znanych funkcji logicznych.

Bramka AND daje 1 tylko wtedy, gdy wszystkie wejścia są równe 1. Bramka NAND daje wynik przeciwny, czyli wtedy ma 0.

Tabela prawdy pokazuje zależność między stanami wejść i wyjścia. Umożliwia jednoznaczne określenie funkcji logicznej realizowanej przez układ.

Można to sprawdzić z tabeli prawdy. Jeśli wyjście ma stan 1, gdy przynajmniej jedno wejście jest równe 1, układ realizuje funkcję OR.

Korzysta się z prawa Ohma: U = I · R. Dla prądu 1 A i rezystancji 100 Ω napięcie na odbiorniku wynosi 100 V.

Ich rezystancje wewnętrzne łączą się równolegle. Dla dwóch jednakowych rezystancji R rezystancja zastępcza wynosi R/2, czyli przy 10 Ω jest to 5 Ω.

Ponieważ część napięcia traci się na rezystancji wewnętrznej źródła. SEM równa się napięciu na odbiorniku powiększonemu o spadek napięcia na rezystancji wewnętrznej.

Stosuje się prawo Ohma: ΔU = I · Rw. W tym zadaniu ΔU = 1 A · 5 Ω = 5 V.

Najpierw oblicza się napięcie na odbiorniku: 1 A · 100 Ω = 100 V. Następnie dodaje się spadek na zastępczej rezystancji wewnętrznej 5 Ω: 1 A · 5 Ω = 5 V, więc E = 105 V.

Nie. Przy połączeniu równoległym identycznych źródeł napięcie pozostaje takie jak jednego źródła, a zmniejsza się rezystancja wewnętrzna i zwiększa możliwy prąd obciążenia.

Odpowiedź 110 V mogłaby wynikać z przyjęcia rezystancji wewnętrznej jednego źródła 10 Ω zamiast zastępczej 5 Ω. Odpowiedź 120 V mogłaby wynikać z błędnego dodania rezystancji wewnętrznych szeregowo: 10 Ω + 10 Ω.

Zależy głównie od indukcji magnetycznej w szczelinie oraz od powierzchni wspólnej rdzenia i kotwicy. Opisuje to zależność F = B²S/(2μ₀).

Siła przyciągania zależy od kwadratu indukcji magnetycznej. Jeśli przepływ zwiększy indukcję około 2 razy, to siła wzrośnie około 2², czyli 4 razy.

Wzór oznacza przepływ magnetyczny cewki, czyli iloczyn prądu i liczby zwojów. Im większy prąd lub liczba zwojów, tym silniejsze pole magnetyczne może wytworzyć elektromagnes.

Można zwiększyć prąd cewki, zwiększyć liczbę zwojów, zmniejszyć szczelinę powietrzną lub zwiększyć powierzchnię styku rdzenia i kotwicy. Trzeba jednak uwzględniać nagrzewanie uzwojenia i nasycenie rdzenia.

Siła jest wprost proporcjonalna do tej powierzchni. Dwukrotne zwiększenie powierzchni daje około dwukrotny, a nie czterokrotny wzrost siły, jeśli indukcja pozostaje bez zmian.

Indukcja magnetyczna B określa, jak silne jest pole magnetyczne w danym miejscu obwodu magnetycznego. Wzrost B powoduje silny wzrost siły, ponieważ F zależy od B².

Zmniejszenie powierzchni wspólnej S zmniejsza siłę przyciągania, ponieważ F jest proporcjonalna do S. Nie może więc spowodować czterokrotnego zwiększenia siły.

Należy znaleźć fragment charakterystyki, który jest odcinkiem prostej. Zakres temperatur odpowiadający temu odcinkowi jest zakresem liniowym.

Na wykresie od 20°C do 80°C charakterystyka napięcia względem temperatury jest prostoliniowa. Przed 20°C i po 80°C zmienia się nachylenie wykresu, więc zależność nie jest liniowa w całym przedziale.

Liniowa podziałka oznacza, że równe odstępy na skali odpowiadają równym przyrostom mierzonej wielkości, np. temperatury. Jest możliwa wtedy, gdy sygnał czujnika zmienia się proporcjonalnie do temperatury.

Cała charakterystyka od 0°C do 100°C nie jest jedną linią prostą. Występują zmiany nachylenia, więc miernik nie miałby liniowej podziałki w całym tym zakresie.

Termoogniwo wytwarza małe napięcie, zwykle rzędu miliwoltów. Wartość tego napięcia zależy od temperatury złącza pomiarowego i punktu odniesienia.

Nachylenie określa czułość czujnika, czyli zmianę napięcia wyjściowego przypadającą na zmianę temperatury. Stałe nachylenie oznacza liniową charakterystykę.

W charakterystyce liniowej wykres jest prostą, a przyrosty sygnału są proporcjonalne do przyrostów temperatury. W charakterystyce nieliniowej ta proporcja zmienia się w różnych punktach zakresu.

Zależy od prędkości obrotowej wirnika oraz liczby par biegunów maszyny. Dla konkretnej prądnicy liczba biegunów jest stała, więc w praktyce częstotliwość zmienia się wraz z prędkością obrotową.

Wirnik wolniej przecina pole magnetyczne względem uzwojeń stojana, więc w jednostce czasu powstaje mniej okresów napięcia przemiennego. Skutkiem jest niższa częstotliwość.

Stosuje się wzór f = p · n / 60, gdzie p oznacza liczbę par biegunów, a n prędkość obrotową w obr/min.

Nie jest to bezpośrednia przyczyna zmniejszenia częstotliwości. Przerwa w obwodzie wzbudzenia wpływa głównie na zanik lub duży spadek napięcia wyjściowego.

Prąd wzbudzenia wpływa przede wszystkim na wartość strumienia magnetycznego i napięcia wyjściowego prądnicy. Nie decyduje bezpośrednio o częstotliwości napięcia.

Częstotliwość napięcia wyjściowego wzrośnie. W prądnicy synchronicznej częstotliwość jest proporcjonalna do prędkości obrotowej.

Stała prędkość zapewnia utrzymanie wymaganej częstotliwości, np. 50 Hz. Zbyt duże odchylenia częstotliwości mogą zakłócać pracę odbiorników i całego systemu elektroenergetycznego.

Liczbę przęseł oblicza się, dzieląc długość linii przez rozstaw słupów. Dla 2000 m i rozstawu 20 m otrzymuje się 100 przęseł.

Przęsło to odcinek między dwoma sąsiednimi słupami. Aby utworzyć 100 przęseł w linii prostej, potrzeba 101 słupów.

Słup przelotowy znajduje się na trasie linii i podtrzymuje przewody. Słup krańcowy znajduje się na początku lub końcu odcinka i przejmuje naciąg przewodów.

Na prostym, niezakończonym odgałęzieniami odcinku przyjmuje się dwa słupy krańcowe: jeden na początku i jeden na końcu linii.

Od całkowitej liczby słupów odejmuje się liczbę słupów krańcowych. W przykładzie: 101 - 2 = 99 słupów przelotowych.

Taka linia ma trzy przewody fazowe oraz jeden przewód neutralny. Razem daje to cztery przewody prowadzone wzdłuż linii.

Jeżeli każdy przewód na każdym słupie wymaga jednego izolatora, liczbę izolatorów oblicza się jako liczba słupów razy liczba przewodów. Dla 101 słupów i 4 przewodów jest to 404.

Długość trasy linii mnoży się przez liczbę przewodów. Dla 2000 m i 4 przewodów podstawowa długość wynosi 8000 m.

Zapas uwzględnia zwisy przewodów, mocowania, odpady montażowe i ewentualne rezerwy technologiczne. Dlatego ilość przewodu w zestawieniu może być większa niż sama długość geometryczna trasy pomnożona przez liczbę przewodów.