Сведения о фонде оценочных средств и его согласовании
Фонд оценочных средств для аттестации по дисциплине представляет собой приложение к рабочей программе дисциплины «Электротехника» образовательной программы бакалавра по направлению подготовки 15.03.04 Автоматизация технологических процессов и производств (профиль программы – «Общий»), утвержденной 26.01.2016г.
Автор фонда – доцент Сивухо М.Э.
Фонд оценочных средств рассмотрен и одобрен на заседании кафедры электрооборудования судов и электроэнергетики (протокол № 07 от 26 января 2016г.)
Заведующий кафедрой __________________В.Ф. Белей
Фонд оценочных средств рассмотрен и одобрен на заседании методической комиссии факультета автоматизации производств и управления (протокол № ___ от _______2016 г.)
Председатель методической комиссии _________________А.В. Калинин
Согласовано
Заместитель начальника
учебно-методического управления
университета ________________В.Е. Огнев
Приложение № 1
ВОПРОСЫ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ПОЭТАПНОГО ФОРМИРОВАНИЯ
РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Лабораторная работа № 1. Исследование цепи постоянного тока с использованием метода преобразования. Трансфигурация «треугольника» в «звезду»
1. Дать определение простой и сложной цепи. Привести примеры.
2. Каковы направления ЭДС, токов и напряжений на активных и пассивных участках электрической цепи.
3. Какова область применения последовательного, параллельного и смешанного соединения потребителей. Их достоинства и недостатки.
4. Каковы основные соотношения для цепи с последовательным соединением сопротивлений. С параллельным соединением.
5. Что такое ЭДС источника и чем она отличается от напряжения на зажимах источника.
6. Дать определение мостовой схемы. Что такое уравновешенный мост.
7. Условия, при которых «треугольник» сопротивлений можно преобразовать в эквивалентную «звезду» и наоборот.
8. В мостовой схеме все резисторы равны между собой. Чему будет равен ток, протекающий через сопротивление, включенное в диагональ моста.
9. Подобрать регулировочный реостат для регулирования напряжения приемника в пределах от 50 до 100 В, если сопротивление приемника 100 Ом, а напряжение сети 120 В.
10.Определить потребляемый ток и мощность, выделяемую на нагрузке, которая включена в сеть с напряжением 220 В, если нагрузка состоит из двух резисторов по 200 Ом, включенных параллельно друг другу, соединенных последовательно с резистором имеющим сопротивление 120 Ом.
11. Какое преобразование называется эквивалентным.
Лабораторная работа № 2. Исследование цепи постоянного тока при помощи законов Кирхгофа
1. Дать формулировку обобщенного закона Ома.
2. Дать формулировку топологическим понятиям электрических цепей: ветвь, узел, независимый контур, обход контура.
3. Дать формулировку законов Кирхгофа.
4. Сущность расчета сложных цепей при помощи законов Кирхгофа. Последовательность расчета.
5. Определить ЭДС источника тока J с внутренним сопротивлением Rвн=1 Ом, если он нагружен резистором с сопротивлением Rн=20 Ом, ток через который равен Iн=5 A.
6. Объяснить ход работы.
Лабораторная работа № 3. Исследование нелинейной электрической цепи постоянного тока
1. Дать определение нелинейной электрической цепи постоянного тока.
2. Приведите примеры управляемых и неуправляемых нелинейных элементов.
3. Нарисуйте вольтамперные характеристики тиристора, транзистора, термистора, стабилизатора.
4. Области применения графических и аналитических методов расчета нелинейных цепей постоянного тока.
5. Объясните порядок анализа нелинейных цепей постоянного методом пересечения характеристик, применением метода эквивалентного генератора.
6. Дайте определение статистического и дифференциального сопротивления нелинейного элемента.
7. При каких условиях может быть применен аналитический метод анализа простейших нелинейных цепей и его основные положения.
8. Приведите примеры нелинейных элементов с симметричными и несимметричными ВАХ.
9. Приведите примеры нелинейных элементов о положительным и отрицательным сопротивлениями.
10.Почему нельзя применять метод наложения для расчета электрических цепей, содержащих нелинейные сопротивления.
Лабораторная работа № 4.Исследование резонанса напряжений в цепи синусоидального тока
1. Что такое активное сопротивление, индуктивность и емкость.
2. Какими параметрами обладают резистор, катушка индуктивности и конденсатор.
3. Методы измерения параметров реактивных элементов.
4. Определение сопротивлений переменному току катушки индуктивности и конденсатора.
5. Чему равно сопротивление индуктивности и емкости в режиме постоянного тока и в режиме ω→∞.
6. Ток задан в комплексной форме I=Ie-j40 . Написать зависимость и построить график мгновенного значения тока.
7. Какова схема замещения потребителя, если ток и напряжение заданы выражениями:
8. Законы Кирхгофа для последовательного и параллельного соединений элементов.
9. Полное сопротивление последовательной цепи и полная проводимость параллельной цепи.
10.Сформулируйте понятия мгновенного, амплитудного, среднего и действующего значений синусоидального тока.
11.Что называется периодом, частотой, угловой частотой, начальной фазой, сдвигом фаз.
12.Условия возникновения резонанса напряжений и способы его достижения. Векторная диаграмма.
13.Комплексный (символический) метод расчета электрических цепей синусоидального тока.
14.От чего зависит коэффициент мощности (cosφ) и для чего стремятся его повысить.
15.Как измерить сдвиг по фазе между током и напряжением потребителя.
16.Каким образом экспериментально определить резонансный режим в последовательной цепи.
17.В чем заключается польза и вред резонанса напряжений.
Лабораторная работа № 5.Исследование трехфазной цепи при соединении нагрузки по схеме «звезда»
1. Какие существуют схемы соединений нагрузки звездой?
2. Назначение нейтрального провода.
3. Области применения схем «звезда-звезда» без нейтрального провода и «звезда-звезда» с нейтральным проводом.
4. Какая нагрузка называется равномерной и неравномерной.
5. Порядок расчёта при равномерной и неравномерной нагрузках.
6. Как подключить вольтметр для измерения линейного и фазного напряжений, напряжения смещения нейтрали.
7. Почему в нейтральном проводе никогда не ставят предохранители или другую защитную аппаратуру.
8. Чем отличается прямой и обратный порядок чередования фаз.
9. Достоинства и недостатки схемы «звезда-звезда» без нейтрального провода.
10.Достоинства и недостатки схемы «звезда-звезда» с нейтральным проводом
11.Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами.
Лабораторная работа № 6. Исследование фильтров
1. Как можно классифицировать фильтры.
2. Какие фильтры называют типа k и типа m.
3. Что такое коэффициент затухания, единицы его измерения.
4. Что такое характеристическая постоянная передача.
5. Какие фильтры могут использоваться в качестве дифференцирующего звена.
6. Какие фильтры могут использоваться в качестве интегрирующего звена.
7. Какие фильтры называются активными, в чем их преимущество.
8. Как можно получить необходимое затухание фильтра.
9. На чем основано свойство фильтров пропускать или задерживать токи с различными частотами.
10.Как работает колебательный контур в качестве фильтра.
11.Что такое добротность контура.
12.Какие существуют области применения фильтров.
Лабораторная работа № 7. Исследование переходных процессов в линейных электрических цепях
1. Почему возникаю переходные процессы.
2. Определение постоянной времени RC –цепи по осциллограмме.
3. Условие возникновения колебательного процесса.
4. Какие из электрических величин не могут изменяться скачком в момент коммутации.
5. От чего зависит порядок дифференциального уравнения.
6. Что вызывает переходные процессы в цепях второго порядка.
7. Как составляется характеристическое уравнение.
8. Как зависит ток данной цепи i(t) от корней характеристического уравнения.
9. Как зависит напряжение конденсатора 
от корней характеристического уравнения.
10.Как по кривым и i(t) определяется период колебаний Т, угловая частота 
и коэффициент затухания 
.
Лабораторная работа № 8. Испытание двухобмоточного однофазного трансформатора
1. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора.
2. Для чего и как проводится опыт холостого хода?
3. Для чего и как проводится опыт короткого замыкания?
4. Что называется внешней характеристикой трансформатора?
5. Изобразите вид Т-образной схемы замещения трансформатора и укажите способы экспериментального определения ее параметров.
6. Какое влияние оказывает род нагрузки на вид внешней характеристики трансформатора?
7. Назовите основные элементы конструкции трансформатора.
Лабораторная работа № 9. Испытание двигателя постоянного тока параллельного возбуждения
1. Когда целесообразно использовать двигатель постоянного тока (ДПТ). Укажите примеры механизмов, приводимых во вращение ДПТ.
2. Изобразите схему магнитной цепи исследуемого двигателя с указанием основных и дополнительных полюсов. Покажите, как замыкается главный магнитный поток.
3. Запишите и объясните основные уравнения ДПТ.
4. Объясните принцип работы двигателя. Зачем в ДТП применяются дополнительные полюса и последовательная обмотка возбуждения. Сравните назначение коллектора в двигателе и генераторе.
5. Почему при пуске двигателя реостат в цепи возбуждения должен быть полностью выведен?
6. Как можно осуществить реверс (изменение направления вращения) ДПТ.
7. Естественная механическая характеристика ДПТ с параллельным возбуждением.
8. Какие существуют способы регулирования частоты вращения двигателя.
9. Почему снижается частота вращения якоря при увеличении нагрузки на валу двигателя.
10.Объясните зависимость I=f(P2). Укажите, по какой причине с изменением механической мощности на валу изменяется ток якоря ДПТ.
11.Какие существуют потери в ДПТ и от чего зависит их величина. Объясните зависимость 
, при каком условии КПД достигает максимального значения.
Лабораторная работа № 10. Испытание асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
1. Какие графики называют рабочими характеристиками трехфазных асинхронных двигателей.
2. С какой частотой изменяется ток в обмотке ротора исследуемого двигателя при нормальной нагрузке.
3. Почему относительная величина тока холостого хода трехфазного асинхронного двигателя больше, чем трехфазного трансформатора той же мощности.
4. Почему начальный пусковой ток двигателя с короткозамкнутым ротором превышает номинальный в 6-7 раз, а начальный пусковой момент только в 1,5-2 раза больше номинального.
5. Какие величины называют КПД и коэффициентом мощности трехфазного асинхронного двигателя. Как их определяют по показаниям измерительных приборов.
6. Назовите основные элементы конструкции асинхронного двигателя.
7. Способы регулирования частоты вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
8. Как изменить направление вращения асинхронного двигателя.
9. Механическая характеристика асинхронного двигателя.
Лабораторная работа № 11. Характеристики синхронного генератора
1. Устройство и принцип действия синхронного генератора (СГ).
2. Как включить СГ на параллельную работу.
3. Каким образом регулируется реактивная мощность СГ.
4. Каким образом регулируется активная мощность СГ.
5. Как изменится напряжение СГ при понижении скорости первичного двигателя
6. Что такое реакция якоря СГ и как она влияет на его работу.
Лабораторная работа №12. Исследование синхронного двигателя
1. Устройство и принцип действия синхронного двигателя (СД).
2. Схема замещения СД.
3. Электромагнитный (вращающий) момент. Угловая характеристика СД.
4. Регулирование коэффициента мощности СД. U – образные характеристики.
5. Пуск СД.
Приложение № 2
ТИПОВЫЕ ЗАДАНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
(для студентов очной (заочной) формы обучения)
Курсовая работа состоит из семи заданий. Каждый обучающийся должен решить все семь заданий в соответствии со своим вариантом.
Задание № 1. Линейные электрические цепи постоянного тока
Для заданной электрической цепи постоянного тока выполнить следующее:
1. Упростить схему и дальнейший расчет вести для упрощенной схемы.
2. Рассчитать схему с помощью законов Кирхгофа.
3. Рассчитать схему с помощью метода узловых потенциалов.
4. Проверить правильность расчета с помощью составления баланса мощностей.
5. Определить ток I1 с помощью метода эквивалентного генератора.
6. Начертить потенциальную диаграмму для контура с двумя источниками.
Данные для расчета:
R1=22,5 Ом, R2=18 Ом, R3=15 Ом, R`4=135 Ом, R``4=15 Ом, R5=5 Ом, R`6=5,5Ом, R``6=5 Ом, E1=24 В, E2=30 В, J1=0,2 А, J2=0 А
Рисунок 1 – Исходная схема
Задание № 2. Линейные электрические цепи синусоидального тока
Для заданной электрической цепи синусоидального тока выполнить следующее:
1. Составить систему уравнений по законам Кирхгофа для расчета токов во всех ветвях цепи, записав её в двух формах: дифференциальной и символической.
2. Определить комплексы амплитудных значений токов всех ветвей, воспользовавшись одним из методов расчета линейных электрических цепей.
3. Записать график мгновенного значения тока первой ветви. Построить график i1(ωt).
4. Построить топографическую диаграмму напряжений, совмещенную с векторной диаграммой токов, потенциал точки а, указанной в схеме принять равным нулю.
5. По результатам, полученным в п.2 определить показания ваттметра.
Дано:
L1 = 31,8 мГн, 
C1= 1,59 мкФ, C3= 1,59 мкФ, R2= 100 Ом, f = 1000 Гц 
Рисунок 2 – Расчетная схема
Задание № 3. Определение параметров четырехполюсников
Схему задания № 2 своего варианта представить как T-схему пассивного четырехполюсника. Для этого все источники закоротить, левую (первую) и правую (третью) ветви разомкнуть. Сопротивления левой ветви обозначить Z1, средней – Z2, правой – Z3. Для полученной схемы составить уравнения четырехполюсника в одной из матричных форм записи (A, Y, Z, H, G).
Рисунок 3 – Схема четырехполюсника
Задание № 4. Трехфазные цепи
В заданной схеме имеется трехфазный генератор (создающий трехфазную симметричную ЭДС) и равномерную нагрузку. Даны: действующее значение ЭДС фазы генератора EА, период T, параметры R1, R2, L, С1 и С2. Начальную фазу ЭДС EА принять нулевой. Требуется: рассчитать токи, построить векторную диаграмму токов и напряжений, определить мгновенное значение напряжения между указанными точками и подсчитать активную мощность трехфазной системы.
Дано:
EА=120 В, T=0,015мс, R1=7,66 Ом, R2=2 Ом, L=4,78 мГн, С1=398 мкФ
Рисунок 4 – Схема трехфазной цепи
Задание № 5. Переходные процессы в линейных электрических цепях
Дана электрическая цепь, в которой происходить коммутация. Определить закон изменения во времени указанную величину (тока или напряжения) классическим методом, если заданы параметры цепи:
,,E=50 В, L=1 мГн, C=1500 мкФ, R1=2 Ом, R2=13 Ом, R3=5 Ом, R4=0
Определить: i1(t)
| Рис. 5 |
| Рис. 6 |
Задание № 6.Трансформаторы
Известны номинальные параметры однофазного трансформатора: мощность Sн=10 кВА, напряжение первичной обмотки U1н=10 кВ, напряжение вторичной обмотки U2н=660 В, мощность потерь холостого хода P0=90 Вт, мощность потерь при коротком замыкании Pк=280 Вт, ток холостого хода iк%=7. Определить коэффициент трансформации, параметры схемы замещения. Построить зависимость КПД от коэффициента нагрузки и внешнюю характеристику трансформатора при активно-индуктивной нагрузке, cosφ2=0,8.
Задание № 7. Асинхронный двигатель
Трехфазный асинхронный двигатель питается от сети с линейным напряжением Uл=380 В при частоте f=50 Гц. Номинальные данные двигателя: Pн=20 кВт, nн=960об/мин, cosφн=0,84, 
н=0.88, kМ=1.8. Определить: номинальный ток в фазе двигателя, число пар полюсов обмотки статора, номинальное скольжение, номинальный момент на валу ротора, критическое скольжение, критический момент на валу ротора. Построить механическую характеристику n=f(M).
Приложение №3
ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
1. Порядок расчета сложных схем с помощью законов Кирхгофа.
2. Порядок расчета сложных схем с помощью метода контурных токов.
3. Порядок расчета сложных схем с помощью метода узловых потенциалов.
4. Расчет тока одной ветви с помощью метода эквивалентного генератора.
5. Что такое потенциальная диаграмма и порядок её построения.
6. Составление баланса мощностей для схем постоянного тока для проверки правильности расчета.
7. Способы представления синусоидально изменяющихся величин.
8. Законы Ома и Кирхгофа цепей переменного тока для мгновенных значений и комплексов токов и падений напряжений.
9. Порядок расчета цепей переменного тока символическим методом.
10. Топографическая диаграмма напряжений и векторная диаграмма токов.
11. Расчет цепей переменного тока с помощью векторных диаграмм.
12. Активная, реактивная и полная мощности в цепях синусоидального тока. Комплекс полной мощности. Измерение активной мощности.
13. Основные формы записи уравнений четырехполюсника.
14. Определение коэффициентов уравнений четырехполюсника.
15. Коэффициент затухания четырехполюсника и единицы его измерения.
16. Т- и П- образные схемы замещения четырехполюсника.
17. Передаточные функции четырехполюсника (АЧХ и ФЧХ).
18. Порядок расчета в трехфазных цепях схемы «звезда – звезда» без нулевого провода. при равномерной и неравномерной нагрузках
19. Порядок расчета в трехфазных цепях схемы «звезда – треугольник» при равномерной и неравномерной нагрузках.
20. Измерение активной мощности в трехфазных цепях.
21. Активная, реактивная и полные мощности трехфазных цепей.
22. Преимущества и недостатки трехфазных цепей.
23. Причины возникновения переходных процессов. Переходной, установившийся и свободный токи (напряжения).
24. Определение независимых начальных условий.
25. Определение характеристического уравнения с помощью входного сопротивления схемы.
26. Определение постоянных интегрирования для свободных составляющих.
27. Порядок расчета параметров схемы замещения трансформатора.
28. Внешняя характеристика трансформатора и его КПД.
29. Векторная диаграмма трансформатора.
30. Порядок построения механической характеристик асинхронного двигателя по паспортным данным.
Приложение № 4
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
1. Основные понятия и законы электротехники.
2. Расчет сложных электрических цепей с помощью законов Кирхгофа.
3. Расчет сложных электрических цепей с помощью метода контурных токов.
4. Расчет сложных электрических цепей с помощью метода узловых потенциалов.
5. Метод эквивалентного генератора.
6. Расчет сложных электрических цепей с помощью метода наложения.
7. Нелинейные электрические цепи постоянного тока.
8. Электрические цепи однофазного синусоидального тока: мгновенные и действующие значения тока и напряжения, угловая частота, начальная фаза, сдвиг фаз, способы представления синусоидально изменяющихся величин, законы Кирхгофа для цепей переменного тока.
9. Элементарные цепи синусоидального тока.
10. Символический метод расчета цепей синусоидального тока. Векторная диаграмма. Топографическая диаграмма напряжений.
11. Активная, реактивная и полные мощности электрических цепей синусоидального тока. Измерение активной мощности.
12.
13. Резонанс токов.
14. Расчет электрических цепей при воздействии периодических несинусоидальных ЭДС.
15. Четырехполюсники. Фильтры.
16. Трехфазные цепи: схемы «звезда – звезда» без нейтрального провода и звезда – звезда» с нейтральным проводом.
17. Трехфазные цепи: схема «звезда-треугольник».
18. Круговое вращающееся магнитное поле.
19.
20. Расчет переходных процессов классическим методом.
21. Подключение RC-цепи к источникам постоянного и синусоидального токов.
22. Подключение RL-цепи к источникам постоянного и синусоидального токов.
23. Магнитно-связанные катушки.
24. Принцип действия и устройство однофазного трансформатора.
25. Режимы холостого хода и короткого замыкания трансформатора. Работа трансформатора под нагрузкой.
26. Схема замещения трансформатора. Потери напряжения в трансформаторе. Внешняя характеристика и КПД трансформатора.
27. Трехфазные трансформаторы.
28. Принцип действия генератора постоянного тока.
29. Реакция якоря машины постоянного тока. Коммутация машины постоянного тока.
30. Генераторы постоянного тока независимого возбуждения: характеристика холостого хода, внешняя характеристика, регулировочная.
31. Принцип действия двигателя постоянного тока: механическая и электромеханическая характеристики, рабочие характеристики, способы регулирования скорости.
32. Пуск двигателя постоянного тока.
33. Устройство и принцип действия асинхронного двигателя.
34. Схема замещения и векторная диаграмма асинхронного двигателя.
35. Вращающий момент асинхронного двигателя.
36. Механическая и рабочие характеристики асинхронного двигателя.
37. Пуск в ход асинхронного двигателя.
38. Регулирование частоты и направления вращения асинхронного двигателя.
39. Устройство синхронных машин.
40. Синхронный генератор.
41. Электромагнитная мощность синхронной машины.
42. Параллельная работа синхронной машины с сетью.
43. Синхронный двигатель. Характеристики синхронного двигатели.
44. Сельсины.