 |
Методы исследования сложных электрических цепей постоянного тока.
|
|
|
|
Баланс мощности КПД. Режимы работы длины электродвигателя.
Баланс мощностей: алгебраическая сумма мощностей всех источников равна арифметической сумме мощностей всех приемников энергии + потери. Если направление ЭДС и тока в источнике противоположны, то физически это означает, что данный источник работает в режиме потребителя.,а если с плюсом,то в режиме генератора.
Режимы:1)Номинальный режим:при котором оборудование работает со своими номинальными значениями. Он обеспечивает надежность,долговечность,экономичность.2)Режим ХХ-это когда потребители отключены от источника.3)Режим КЗ-при котором соединяются выводы зажима источника или приемника.4)Согласованный режим-режим максимальной мощности на нагрузку
3.Нелинейная электрическая цепь, основные понятия,расчет нелинейных цепей.
Нелинейная электрическая цепь содержит хотя бы один элемент,сопростивление которого зависит от напряжения,тока, температуры,освещенности,магнитного потока,деформации и прочих факторов .Cуществует:1)последовательный графический расчет. U=U1+U2 2)паралельный.I=I1+I2(схемы смотрите в конспекте)
Методы исследования сложных электрических цепей постоянного тока.
1) Метод по закону Кирхгофа: В общем случае токи сложной электрической цепи могут быть определены в результате совместного решения уравнений, составленных по первому и второму законам Кирхгофа. Количество уравнений ( m ) должно быть равно количеству неизвестных токов цепи. Порядок расчета.1) произвольно намечают направления токов ветвей и, если цепь имеет n узлов, то по первому закону Кирхгофа записывают (n-1) уравнений, так как уравнение для n-го узла является следствием предыдущих;2) произвольно намечают направления обхода контуров и по второму закону Кирхгофа записывают m- (n – 1) уравнений. При этом контуры выбирают так, чтобы каждый из них содержал хотя бы одну, не учтенную ранее, ветвь;3) решая систему m уравнений, находят токи. Если значения некоторых токов отрицательные, то действительные направления их будут противоположны первоначально выбранным.Для электрической цепи рис. 1.1 n = 2, m = 3, и расчет токов цепи осуществляется путем решения следующей системы уравнений:
|
|
|
2) Метод контурных токов: позволяет уменьшить общее число уравнений на (n – 1) и свести систему к числу m – (n – 1) уравнений, составленных по второму закону Кирхгофа. Последовательность расчета:1) цепь разбивают на отдельные контуры и в каждом контуре произвольно выбирают направление условно действующего контурного тока, замыкающегося только в данном контуре;2) выбрав обход контуров совпадающим с направлением контурных токов, для каждого контура записывают уравнение по второму закону Кирхгофа, при этом учитывают падения напряжения на элементах рассматриваемого контура и от соседних контурных токов;3) решая полученную систему уравнений, находят контурные токи;4) действительные токи ветвей определяются алгебраическим суммированием контурных токов, протекающих в них.
3)Метод узловых потенциалов:применяется для расчета цепей, имеющих только два узла. Сущность метода заключается в определении напряжения между узлами, после чего токи ветвей находят по обобщенному закону Ома. Порядок расчета:1) произвольно выбирают направление узлового напряжения Uab и определяют его величину по формуле
,
где 
– алгебраическая сумма произведений суммарной ЭДС ветви и суммарной проводимости ветви (ЭДС, входящие в ветвь, берут со знаком плюс, если их направления противоположны направлению напряжения Uab и со знаком минус, когда их направления совпадают с направлением Uab);
|
|
|
– сумма проводимостей всех ветвей цепи.
Например, для цепи рис. 1.1 узловое напряжение
;
2) рассчитывают токи в ветвях по обобщенному закону Ома (для цепи
рис. 1.1 – уравнения (1.1).
4) Метод наложений(суперпозиция): основан на принципе наложения, согласно которому в линейной электрической цепи, содержащей несколько источников питания, токи ветвей рассматривают как алгебраическую сумму токов, вызываемых в этих ветвях действием каждой ЭДС в отдельности. Последовательность расчета:1) в цепи поочередно оставляют по одному источнику питания и получают расчетные схемы, число которых равно числу источников питания (внутренние сопротивления исключенных источников оставляют в цепи);2) определяют токи всех ветвей расчетных схем, используя методы преобразования цепей;3) действительные токи ветвей находят суммированием (наложением) соответствующих токов расчетных схем с учетом их направлений
5) Метод эквивалентного генератора: применяется в тех случаях, когда требуется определить ток только в одной ветви сложной цепи. При этом выделяют расчетную ветвь (или участок ветви), а всю остальную часть цепи заменяют эквивалентным генератором с ЭДС Е э и внутренним сопротивлением R э. Например, для расчета тока I 3 в цепи рис. 1.1 соответствующая замена показана на рис.1.2., тогда 
.
Параметры эквивалентного генератора Е э, R э определяются аналитически, либо экспериментально. ЭДС Е э равна напряжению на разомкнутых зажимах расчетной ветви (напряжению холостого хода) Uае. х (рис.1.3а) и может быть рассчитана или измерена вольтметром. Так, аналитически напряжение Uае. х в цепи рис. 1.3а выражается уравнением Uае. х = Е 1– Е 3 + Е 4 – R 1 I х,где 
.
Внутреннее сопротивление R э равно входному сопротивлению цепи R вх по отношению к зажимам выделенной ветви (участка). Для расчета R вх исключают все источники ЭДС и сворачивают пассивную часть цепи относительно зажимов ае.
Оно может быть измерено косвенно, как R вх = Uае. х / I 3к, где I 3к – ток расчетной ветви при коротком замыкании выделенного участка ае.
Тогда искомый ток
5.Основные параметры синусоидально изменяющихся величин. Среднее и действующее значение.
1)i,u,e-мгновенные значения функции
2)Im,Um,Em-амплитудное значение функции
|
|
|
3)(ɷt+пси u,i,e)-фаза функции,определяющая значение функции в любой момент времени.
4)пси u,i,e-фаза,оперделяющая при t=0
5)φ-угол сдвига фаз между U и I
6)ɷ- угловая скорость
7)Действующее значение.ДЗ переменного тока наз такую величину,которая вызывает такой же тепловой эффект на участке цепи с сопротивлением R за время T,что и постоянный ток за тот же промежуток времени
Среднее значение тока: 
т. е. среднее значение синусоидального тока составляет 2/π = 0,638 от амплитудного. Аналогично, Eср = 2Ем/π; Ucp = 2Uм/π.
Действующее значение
Широко применяют понятие действующего значения синусоидально изменяющейся величины (его называют также эффективным или среднеквадратичным).
Действующее значение тока: 
Следовательно, действующее значение синусоидального тока равно 0,707 от амплитудного. Аналогично 
|
|
|
