ALAPFOGALMIKÉRDÉSEK VILLAMOSSÁGTANBÓL 1. EGYENÁRAM

Átírás

1 ALAPFOGALMIKÉRDÉSEK VILLAMOSSÁGTANBÓL INFORMATIKUS HALLGATÓK RÉSZÉRE 1. EGYENÁRAM 1. Vezesse le a feszültségosztó képletet két ellenállás (R 1 és R 2 ) esetén! Az összefüggésben szerepl mennyiségek jelölését a megfelel áramköri rajzon azonosítsa! 2. Vezesse le az áramosztó képletet két ellenállás (R 1 és R 2 ) esetén! Az összefüggésben szerepl mennyiségek jelölését a megfelel áramköri rajzon azonosítsa! 3. Rajzoljon fel egy egyenáramú hídkapcsolást, és vezesse le a kiegyenlítés feltételét jelent összefüggést! 4. Rajzolja fel egy U b bels feszültségû és R b bels ellenállású valóságos generátor kapocsfeszültség-áram diagramját! Írja fel az U k (I) összefüggést is! 5. Egy valóságos feszültségforrás üresjárási feszültsége 12 V. 10 -os terhel ellenállás esetén árama 1 A. Adja meg a valóságos generátor helyettesít kapcsolását! 6. Egy 24 V üresjárási feszültség valóságos feszültségforrást terhel 10 ohmos ellenállás teljesítménye 40 W. Mekkora a generátor bels ellenállása? 7. Egy R t ellenállással terhelt 12 V üresjárási feszültség 2 bels ellenállású feszültség-generátor hatásfoka 50 %. Mekkora a hasznos teljesítmény? 8. Egy valóságos feszültségforrás bels ellenállása 4, változtatható terhel ellenállásán a maximális teljesítmény 36 W. Számítsa ki a feszültségforrás üresjárási feszültségét! 9. Rajzolja fel egy valóságos feszültségforrás kapocsfeszültségének és hasznos teljesít-ményének változását a terhel áram függvényében! 10. Mi a feltétele egy valóságos feszültséggenerátor és egy valóságos áramgenerátor egyenérték ségének? Az összefüggésekben szerepl mennyiségek jelölését a megfelel áramköri rajzokon azonosítsa! 11. Mi a feltétele annak, hogy egy áramkörben alkalmazhassuk a szuperpozició elvét? 12. Mekkora lesz a generátor árama, ha U 0 = 28 V. 2 U

2 13. Mekkora az alábbi kapcsolásban a generátor teljesítménye? 10 V 14. Mekkora az alábbi kapcsolások ered ellenállása az AB kapocspár fel l? A C B A A R e =? R e =? B B 15. Számítsa ki az ábrán adott kapcsolásban az R 3 ellenállás feszültségét feszültségosztó képlet segítségével! R 1 = 2, R 2 =, R 3 =. R 1 24 V R 2 R 3 U Határozza meg a 2 -os ellenállás áramát az ábrán látható kapcsolás esetén! Alkalmazza az áramosztó képletet! 6 A Írja fel az ábrán látható kétlépcs s feszültségosztóra a feszültségosztó képletet! 2

3 R 1 R 3 U be R 2 U ki R 4 2. VÁLTAKOZÓÁRAM 1. Fogalmazza meg, mit értünk egy periódikus áram effektív értékén? Mi a csúcstényez? 2. Adja meg a 230 V-os 50 Hz-es hálózati feszültség periódusidejét, körfrekvenciáját, csúcsértékét és a csúcstényez jét! 3. Egy ág áramának id függvénye : i(t) = 10sin( t - /4) A.. Írja fel az áram komplex effektív értékét! 4. Egy szinuszos váltakozó áramú kör számításakor egy ág áramának komplex effektív értékéül : (-2 + j)a-t kaptunk. Írja fel az áram id függvényét! ( f = 50 Hz ) 5. Egy veszteséges tekercset (soros RL tag) 12 V-os egyen-feszültségre kapcsolva az áram 2 A. Ha a tekercset 12 V-os 50 Hz-es szinuszos váltakozó feszültségre kapcsoljuk, az áramerôsség 1,2 A. Mekkora a tekercs reaktanciája az adott frekvencián? 6. Egy C = 1 F-os kondenzátor árama: i(t) = 10sin t ma ; = 1000 rad/sec. Mekkora a kondenzátor maximális energiája? 7. Írja fel egy L önindukciójú induktivitás árama és feszültsége közti általános érvény összefüggést! 8. Írja fel egy C kapacítás árama és feszültsége közti általános érvény összefüggést! 9. Kapcsoljunk váltakozó feszültségre sorosan kapcsolt ideálisnak tekinthet tekercset és kondenzátort! Határozzuk meg a kapocsfeszültséget, ha a tekercsen U 1 = 25 V és az ideálisnak tekinthet kondenzátoron U 2 = 10 V mérhet? 10. Kapcsoljunk váltakozó feszültségre párhuzamosan ideálisnak tekinthet tekercset és kondenzátort! Mekkora az ered áramfelvétel, ha az ideális tekercsen I 1 = 20 ma és az ideális kondenzátoron I 2 = 30 ma er sség áram mérhet? 11. Kapcsoljunk váltakozó feszültségre párhuzamosan egy ellenállást és egy ideálisnak tekinthet tekercset! Mekkora az ered áramfelvétel, ha az ellenálláson I 1 = 30 ma és a tekercsen I 2 = 40 ma effektív érték áram mérhet? 12. Rajzoljon soros R-L-C kapcsolás esetén fázorábrát (vektorábrát), ha a rezg körre kapcsolt szinuszosan váltakozó feszültség frekvenciája megegyezik a rezg kör rezonancia-frekvenciájával. 3

4 13. Rajzoljon soros R-L-C kapcsolás esetén fázorábrát, ha a kapcsolás induktív jelleg. 14. Szinuszosan váltakozó feszültségre kapcsolt soros RLC kör elemeinek feszültsége: U R = 80V; U C = 80V; U L = 20V. Hány volt feszültségre kapcsoltuk az áramkört? 15. Mi az impedancia, és mi a mértékegysége? Határozza meg az alábbi kapcsolást helyettesít soros impedanciát! R s = 1 k, R p = 2 k, /s, C = 0,5 F. R s R p C 16. Határozzuk meg a párhuzamosan kapcsolt 1 k -os ellenállás és a 200 mh-s ideálisnak tekinthet tekercs ered impedanciáját az = /s-os körfrekvencián! 17. Kapcsoljunk u( t) 2 10 sin t V, = /s körfrekvenciájú váltakozó feszültségre sorosan egy R = 1 k -os ellenállást és egy C = 1 F-os kondenzátort! Számítsa ki a kör áramer sségét! 18. Rajzolja fel egy f = 50 Hz-es szinuszos váltakozó feszültségre kapcsolt ideális tekercs pillanatnyi teljesítményének id függvényét, bejelölve a periódusid t és a maximális teljesítményt. A tekercs reaktanciája 10, áramának csúcsértéke 2 A. 19. Hogy számoljuk ki váltakozó áramú körökben a komplex teljesítményt? Milyen kapcsolat van váltakozó áramú körökben a hatásos-, a medd - és a látszólagos teljesítményt közt? 3. TÖBBHULLÁMÚ ÁRAMKÖRÖK 1. Mekkora az alábbi feszültség effektív értéke: u(t) = cos t + 80 sin t + 40 sin2 t [V]. 2. Mekkora az alábbi feszültség effektív értéke: u(t) = sin t + 20 sin3 t [V] 3. Soros RL körre az alábbi feszültséget kapcsoljuk: u(t) = sin t [V], = /s R = 100 L = 100 mh Írja fel a kör áramának id függvényét! 4. Soros RC körre az alábbi feszültséget kapcsoljuk: u(t) = sin t [V], = /s R = 1000 C = 1 F Írja fel a kör áramának id függvényét! 5. Párhuzamos RC körre az alábbi feszültséget kapcsoljuk: u(t) = sin t [V], = /s R = 1000 C = 1 F Írja fel az ered áram id függvényét! 4

5 6. Soros RL körre az alábbi feszültséget kapcsoljuk: u(t) = sin t [V], = /s R = 100 L = 100 mh Határozza meg az áram effektív értékét! 7. Párhuzamos LC körre az alábbi feszültséget kapcsoljuk: u(t) = 40 sin t + 20 sin2 t [V] = /s L = 1 H C = 1 F Írja fel az ered áram id függvényét! 4. BODE-DIAGRAM 1. Írja fel az alábbi ábrán látható kétpóluspárok komplex üresjárási (feszültség) átviteli karakterisztikáját! R=2k C=1 F U C=1 F U U1 R=1k U2 1 2 L=10mH R=10 U R=10 U U L=10mH U R=1k R=1k U 1 C=1 F U 2 U 1 25 mh U 2 2. Rajzolja meg a fenti kétpóluspárok esetén az átviteli karakterisztika amplitúdóját a lg függvényében! Jelölje be a törésponti frekvenciát és adja meg az aszimptóták meredekségét! 3. =1000r/s esetén mekkora az adott kétpóluspár csillapítása? (G=? db) L=10mH R=10 U 1 U 2 4. Mekkora körfrekvencián lesz az adott kétpóluspár csillapítása G= -20 db? 5

6 R=10 U L=10mH U Mekkora körfrekvencián lesz a fenti kétpóluspár csillapítása pontosan G= -3 db? 6. Mekkora körfrekvencián lesz az adott kétpóluspár kimeneti feszültsége a bemeneti feszültség 0.01-e? 1 7. Ábrázolja a G U 0,5 j feszültségátvitel amplitúdó j 1000 karakterisztikáját! Elegend a törtvonalas közelítés megadása, de adja meg a töréspontok helyét 8. Rajzoljon egy egyszer alul átereszt sz t! 9. Rajzoljon egy egyszer felül átereszt sz t! 5. ÁTMENETI JELENSÉGEK 1. Határozza meg az alábbi áramkör id állandóját a bekapcsolási folyamat során! 60 U 40 mh t = 0 2. Írja fel a fenti áramkör áramának id függvényét, ha a t = 0 pillanatban U = 6 V-os egyenfeszültségre kapcsolunk, és el leg energimentes volt az induktivitás. 3. Írja fel a fenti áramkörre az induktivitás feszültségének id függvényét, ha a t = 0 pillanatban U = 6 V-os egyenfeszültségre kapcsolunk, és el leg energimentes volt az induktivitás. 4. Határozza meg az alábbi áramkör id állandóját a bekapcsolási folyamat során! 60 U 100 F 6

7 5. Sorosan kapcsolt R ellenállást és L önindukciójú induktivitást kapcsoljunk egy U g egyenfeszültség generátorra a t 0 pillanatban. Írja fel, és rajzolja meg az ellenállás feszültségének id függvényét! 6. Sorosan kapcsolt R ellenállást és C kapacitást kapcsoljunk egy U g egyenfeszültség generátorra a t 0 pillanatban. El leg a kondenzátor energiamentes volt. Írja fel, és rajzolja meg a kör áramának id függvényét! 7. Sorosan kapcsolt R ellenállást és C kapacitást kapcsoljunk egy U g egyenfeszültség generátorra a t 0 pillanatban. El leg a kondenzátor energiamentes volt. Írja fel, és rajzolja meg a kapacitás feszültségének id függvényét! 8. Egy sorosan kapcsolt RC tagra (R = 10 k ) 100 V nagyságú egyenfeszültséget kapcsolunk. A bekapcsolás után 10 ms-mal az áram 3,68 ma. Mekkora a kapacitás értéke; C =? 9. Egy soros RC tagra (R = 5 k, C = 10 F) a t = 0 pillanatban egyenfeszültséget kapcsolunk. Mekkora a feszültségforrás feszültsége, ha 50 ms elteltével az áram er ssége 7,36 ma? 10. Egy soros RL tagra (R = 10 ) 100 V nagyságú egyenfeszültséget kapcsolunk. A bekapcsolás után 10 ms-mal az áram 6,32 A. Mekkora az induktivitás; L =? 11. Rajzolja meg az alábbi függvénnyel adott áram id függvényét! t / 2ms i(t) = 2 e /ma/. 12. Írja fel az alábbi függvénnyel adott áram id függvényét! 2 ma i e 1 ma 40ms t 13. Ha ismert egy áram kezdeti és állandósult értéke, az áramkör id állandója, és tudjuk, hogy egytárolós a kapcsolás, hogyan írható fel az áram id függvénye? 14. Hogyan számítható ki az induktivitás, illetve a kapacitás energiája? 15. Miért nem változhat ugrásszer en az induktivitás árama, illetve a kapacitás feszültsége? 16. Hogyan helyettesíthet az energiamentes induktivitás és kapacitás? 17. Hogyan helyettesíthet a nem energiamentes induktivitás és kapacitás? 7