EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2009/2010 Zadania dla grupy elektrycznej na zawody I stopnia

Transkrypt

1 EUOEEKA Ogólnopolska Olimpiada iedzy Elekrycznej i Elekronicznej ok szkolny 2009/2010 Zadania dla grpy elekrycznej na zawody I sopnia 1 Ilość ładnk w klombach [C], kóry przepłynął przez przewód, można wyrazić jako fnkcję czas przepływ [s] w posaci nasępjącej zależności Q() = [C]. Ile wynosi warość średnia prąd płynącego przez przewód w ciąg dwóch pierwszych seknd? 2 Do idealnego kondensaora (rys. 1a) przyłożono napięcie () o kszałcie rójkąnym (rys. 1b). Jaki będzie przebieg prąd płynącego przez kondensaor? i () ( ) a) 2 A b) 5 A c) 6 A d) 12 A C 0,5 ys. 1a i() ys. 1b i() 0,5 0,5 a) jak na rys. 2a b) jak na rys. 2b c) jak na rys. 2c d) jak na rys. 2d ys. 2a i() ys. 2b i() 0,5 0,5 ys. 2c ys. 2d 3 Na rysnk 3 przedsawiono schema przekszałnika implsowego prąd sałego, zasilającego silnik prąd sałego, wzbdzany magnesami rwałymi. Silnik obciążony jes momenem akywnym (na przykład silnik dźwig podnoszący lb opszczający ciężar). ranzysory 1 i 2 przekszałnika serowane są współbieżnie, o znaczy są włączane i wyłączane w ych samych momenach. spółczynnik wypełnienia impls sygnałów serjących ranzysory 1 i 2 wynoszą d 1 = d 2 = 0,5. Ile wynosi przybliżona warość średnia na zaciskach silnika U M A. Przyjmij, że ranzysory, diody i dławik są elemenami idealnymi, a indkcyjność dławika jes na yle dża, że prąd silnika jes ciągły i idealnie wygładzony. 1 D 2 U S D 1 M m 2 a) U M A = U S b) U M A = 0,5U S c) U M A = 0 d) U M A = 0,5U S ys. 3

2 4 Silnik indkcyjny o mocy 10 k zasilany jes za pośrednicwem wyłącznika silnikowego, wyposażonego w wyzwalacze elekromagneyczne i wyzwalacze ermiczne. Silnik jes chłodzony za pośrednicwem wenylaora odśrodkowego, zamonowanego na wale silnika (przewierzanie własne). czasie pracy silnika, obciążonego momenem znamionowym, przez niewagę obsłgi zakano siakę owor wloowego powierza chłodzącego silnik, ak że przepływ powierza chłodzącego wzdłż ożebrowanego korps silnika zmniejszył się prakycznie do zera. jaki sposób zadziałają zabezpieczenia silnika, zainsalowane w wyłącznik silnikowym? 5 kładzie przedsawionym na rysnk 4 najpierw zamknięo łącznik 1, a nasępnie, po saleni się napięć, owaro łącznik 2. Jakie będą osaeczne warości napięć na kondensaorach C 1 i C 2? 2 a) zadziała ylko wyzwalacz elekromagneyczny b) zadziała ylko wyzwalacz ermiczny c) prawie równocześnie zadziałają oba wyzwalacze d) nie zadziała żaden z wyzwalaczy 1 3 µf 2 µf a) 20 i 30 b) 0 i 50 c) 50 i 0 d) 30 i 20 E 50 ys Obwód przedsawiony na rysnk 5a zasilono napięciem sinsoidalnym (rys. 5b). Jaki będzie przebieg napięcia C na kondensaorze C, jeżeli = X C? () ) X C C ω ω 2 2 ys. 5a c( ) C () ω ω 2 2 ys. 5b c( ) C () ω ω 2 2 a) jak na rys. 6a b) jak na rys. 6b c) jak na rys. 6c d) jak na rys. 6d ys. 6a c( ) C () ys. 6b c( ) C () ω ω 2 2 ω ω 2 2 ys. 6c ys. 6d 7 Jak zmieni się wskazanie wolomierza magneoelekrycznego w kładzie pokazanym na rysnk 7 po zamknięci wyłącznika, jeżeli ką wyserowania yrysorów α z > 0? D0 ys. 7 a) zmniejszy się b) pozosanie bez zmian c) zwiększy się d) nie można ego ocenić, gdyż zależy o od konkrenej warości kąa wyserowania

3 8 Mosek przedsawiony na rysnk 8 obciążono rezysorem o rezysancji = 10 Ω. ezysor pobiera moc 10. Jakie są sray mocy na rezysancji linii zasilającej wynoszącej = 1 Ω (przedsawionej na rysnk 8 w posaci skpionej)? Przyjmij, że diody są elemenami idealnymi. D1 D3 a) 0,707 b) 1 c) 1,414 d) 2 D2 D4 ys. 8 9 Na rysnk 9 przedsawiono przekrój pręa klaki silnika indkcyjnego dwklakowego. Co się dzieje w czasie rozrch silnika przy poślizg s = 1? ys Jakie napięcia salą się na kondensaorach C 1 i C 2 w kładzie przedsawionym na rysnk 10? Przyjmij, że dioda i źródło napięcia są elemenami idealnymi. 1 = 30 Ω 2 = 20 Ω a) większa część prąd wirnika płynie przez klakę a b) większa część prąd wirnika płynie przez klakę b c) przez każdą z klaek płynie mniej więcej aki sam prąd d) nie można ego ocenić C 1= 10 µf D C 2 = 40 µf a) na C 1 20 i na C 2 30 b) na C 1 40 i na C 2 10 c) na C 1 30 i na C 2 20 d) na C 1 10 i na C ys O ile procen zwiększy się rezysancja 100 merowego odcinka dr miedzianego o przekroj 1 mm 2, jeżeli rozciągnięo go ak, że jego dłgość zwiększyła się o 1%? Przyjmij, że wskek rozciągania przekrój przewod zmniejszył się równomiernie na całej dłgości przewod. Przyjmij kondkywność miedzi γ C = 57 S m/mm Ile wyniesie warość napięcia sałego U wyj na wyjści kład pokazanego na rysnk 11 w sanie jałowym, jeżeli warość napięcia zasilania wynosi U wej = 230, a jego częsoliwość f = 50 Hz? Przyjmij, że wszyskie elemeny kład są idealne. wej Hz D1 D2 ys Co można powiedzieć o warości średniej prąd I o A w obwodzie przedsawionym na rysnk 12a, zasilanym napięciem o przebieg pokazanym na rysnk 12b, po owarci wyłącznika? Przyjmij, że sała czasowa obwod τ = / o >> i, gdzie i o okres napięcia zasilania, wynoszący 20 ms. ys. 12a i 0 I C1 0 0 C2 wyj ms i 2i ys. 12b a) 0,5% b) 1% c) 1,4% d) 2% a) 230 b) 325 c) 460 d) 650 a) warość średnia prąd w obwodzie się zmniejszy b) warość średnia prąd w obwodzie pozosanie bez zmian c) warość średnia prąd w obwodzie się zwiększy d) nie można ego ocenić

4 14 Dławik o pomijalnie małej rezysancji zasilany jes z sieci o napięci 230, 50 Hz za pośrednicwem łącznika bezsykowego Ł, zbdowanego przy wykorzysani riaka (rys. 13). Łącznik aki możliwia synchroniczne załączenie odbiornika przy dowolnie wybranej fazie napięcia zasilania. Przy jakiej fazie napięcia zasilania należy załączyć łącznik Ł, aby zminimalizować wpływ prąd załączania na sieć, czyli niknąć składowej aperiodycznej prąd załączania (rys. 14)? Hz S US Ł a) 0 < φ < 90 b) φ = 90 c) 90 < φ < 180 d) φ = 180 ys. 13 ys Z powod brak amperomierza do pomiar rezysancji meodą echniczną wykorzysano kład przedsawiony na rysnk 15, wykorzysjący sam wolomierz. Napięcie wskazywane przez wolomierz przy zamknięym wyłącznik wyniosło 300, naomias po owarci wyłącznika zmniejszyło się do 100. Zakres wolomierza wynosi 500, a jego rezysancja wewnęrzna r = 1 kω/. Jaka jes warość mierzonej rezysancji? + U a) 200 kω b) 500 kω c) 600 kω d) 1 MΩ _ ys implsowym kładzie prąd sałego, obniżającym napięcie zasilania U zas meodą modlacji szerokości impls (rys. 16) sabilizowane jes napięcie U o na rezysorze obciążenia o. Przy pewnych warościach napięcia zasilania U zas i napięcia na odbiornik U o swierdzono, że emperary radiaorów ranzysora klczjącego i diody zerowej D są idenyczne, przy czym sray na przewodzenie w ob elemenach są znacznie większe niż sray na przełączanie. Jak zmienią się emperary radiaorów, jeżeli napięcie zasilania wzrośnie, a warości U o, o, oraz częsoliwość implsowania pozosaną bez zmian? Przyjmij, że prąd obciążenia jes idealnie wygładzony. U zas I 0 D US 0 U 0 ys. 16 a) emperara radiaora wzrośnie, a radiaora D zmaleje b) emperara radiaora zmaleje, a radiaora D wzrośnie c) obie emperary wzrosną d) obie emperary pozosaną bez zmian Opracował: Sprawdził: Zawierdził: dr inż. Mirosław Miszewski dr inż. Sławomir Cieślik. Przewodniczący dr inż. Jan Mćko ady Nakowej Olimpiady dr hab. inż. Andrzej Borys prof. nadzw. UP

5 EUOEEKA Ogólnopolska Olimpiada iedzy Elekrycznej i Elekronicznej ok szkolny 2009/2010 Poprawne odpowiedzi do zadań dla grpy elekrycznej na zawody I. sopnia 1b 2d 3c 4d 5c 6c 7b 8b 9a 10c 11d 12d 13b 14b 15d 16b