Střídavý proud

Cvičení 1

Jmenujte elektrické zařízení, které

vyžaduje stejnosměrné napětí,
vyžaduje střídavé napětí,
kterému na druhu napětí nezáleží.

Cvičení 2

Podle záznamu z osciloskopu určete periodu, frekvenci a amplitudu signálu.

\(T=100\ \mathrm{s}\); \(f=0{,}01\ \mathrm{Hz}\); \(\mathrm{U_m}=40\ \mathrm{V}\);
\(T=4\ \mu\mathrm{s}\); \(f=250\ \mathrm{kHz}\); \(\mathrm{I_m}=5\ \mathrm{nA}\);
\(T=10\ \mathrm{ms}\); \(f=100\ \mathrm{Hz}\); \(\mathrm{U_m}=250\ \mu\mathrm{V}\);
\(T=0{,}3\ \mathrm{s}\); \(f=3{,}3\ \mathrm{Hz}\); \(\mathrm{I_m}=50\ \mathrm{mA}\)

Cvičení 3

Podle záznamu z osciloskopu napište předpis funkce popisující daný sinusový signál.

\(i=3\cos(4\pi t)\) [SI];
\(i=0{,}06\sin(40\pi t)\) [SI];
\(u=-35\cdot10^{-9}\cos(6\pi t)\) [SI];
\(u=12{,}5\sin(2\pi/3\cdot(t-1)\cdot10⁶)\) [SI]

Cvičení 4

V USA se v elektrické síti používá napětí o efektivní hodnotě 110 V a frekvenci 60 Hz. Určete amplitudu napětí v USA.

156 V

Cvičení 5

Střídavý proud má sinusový průběh s frekvencí 200 Hz. Multimetrem jsme na žárovce naměřili hodnoty \(U=24\ \mathrm{V}\), \(I=0{,}42\ \mathrm{A}\). Jaký je průměrný výkon žárovky?

10 W

Cvičení 6

Vezměte si napájecí zdroj k nějakému zařízení a najděte na něm jeho důležité parametry.

Cvičení 7

Ke zdroji střídavého napětí o efektivní hodnotě 120 V je připojena doutnavka. Zápalné napětí výboje v doutnavce je 85 V. Je-li napětí menší, doutnavka nesvítí. Určete, kolik procent času doutnavka svítí.

67 %

Elektromagnetické stroje

Cvičení 1

Vysvětlete fyzikální princip transformátoru.
K čemu se transformátory používají?
Transformátor má na primárním vinutí 800 závitů a na sekundárním 50. Jak bude transformovat napětí?
Jak se liší transformátor a spínaný zdroj?

Cvičení 2

Popište zapojení a funkci jednocestného usměrňovače.
Popište zapojení a funkci dvoucestného usměrňovače.
Kde se používají usměrňovače?
Jaký je význam kondenzátoru v usměrňovači?

Cvičení 3

Vysvětlete základní fyzikální princip elektromotoru.
Popište rozdíly v konstrukci mezi jednotlivými typy motorů.
Může elektromotor sloužit také jako generátor? Vysvětlete.

Cvičení 4

Popište zapojení a funkci třífázového alternátoru.
Popište „cestu“ elektrické energie z elektrárny až do zásuvky.
Jakým způsobem se dosahuje rovnováhy mezi výrobou a spotřebou elektřiny v síti?

Cvičení 5

Na stránkách ČEPS vyhledejte a vygenerujte grafy výroby energie v ČR (https://www.ceps.cz/cs/data#Generation). Na základě těchto dat pak odpovězte na otázky.

Které typy zdrojů mají nejvyšší podíl na výrobě?
U kterých typů zdrojů je největší variabilita?
Které typy zdrojů se používají k pokrytí špičkového výkonu během dne?
Jak se liší celková výroba během roku? Vyjádřete číselně.

Prémiová otázka:

Podíl obnovitelných zdrojů (hlavně slunce a větru) na výrobě silně roste. Navrhněte, jak byste řešili problém stability sítě, který je s tím spojen.

Cvičení 6

Viktor má hlavní jistič s označením 3 × 20 A. Jaký je maximální výkon, který může odebírat ze sítě?

13,8 kW

Cvičení 7

Tereza připojuje zahradní sekačku o příkonu 2 000 W do zásuvky pomocí 25 m prodlužovacího kabelu o odporu 1 Ω. Vypočítejte ztrátový výkon na prodlužovacím kabelu. Je toto zapojení podle vás v pořádku?

76 W; ano, ztrátový výkon tvoří necelá 4 % přenášeného výkonu

Cvičení 8

Pavel potřebuje v kanceláři zapojit větší množství počítačů s příkonem 250 W. Kromě toho občas zapne také rychlovarnou konev s příkonem 1 600 W. Zásuvky v kanceláři jsou připojeny na jeden 16 A jistič. Kolik počítačů je možné takto zapojit?

nejvýše 8

Cvičení 9

Jak se změní ztrátový výkon na vedení, pokud k přenosu výkonu použijeme dvojnásobné napětí?
Jak se změní ztrátový výkon na vedení, pokud použijeme dvojnásobný průměr vodičů?

Cvičení 10

Jaký je význam jističů?
K čemu slouží proudový chránič?
Jaké tři vodiče vedou do běžné zásuvky?
Elektrická přípojka se skládá z pěti vodičů. Které to jsou?