 |
Классификация электрических цепей.
|
|
|
|
Классификация электрических цепей.
По назначению электрические цепи бывают: Силовые электрические цепи; Электрические цепи управления; Электрические цепи измерения; Силовые цепи предназначены для передачи и распределения электрической энергии. Именно силовые цепи ведут ток к потребителю. Также цепи разделяют по силе тока в них. Например, если ток в цепи превышает 5 ампер, то цепь силовая. Когда вы щелкаете чайник, включенный в розетку, Вы замыкаете силовую электрическую цепь. Электрические цепи управления не являются силовыми и предназначены для приведения в действие или изменения параметров работы электрических устройств и оборудования. Пример цепи управления – аппаратура контроля, управления и сигнализации. Электрические цепи измерения предназначены для фиксации изменений параметров работы электрического оборудования.
Расчет электрических цепей.
Рассчитать цепь – значит найти все токи в ней. Существуют разные методы расчета электрических цепей: законы Кирхгофа, метод контурных токов, метод узловых потенциалов и другие. Рассмотрим применение метода контурных токов на примере конкретной цепи.
Сначала выделим контуры и обозначим ток в них. Направление тока можно выбирать произвольно. В нашем случае – по часовой стрелке. Затем для каждого контура составим уравнения по 2 закону Кирхгофа. Уравнения составляются так: Ток контура умножается на сопротивление контура, к полученному выражению добавляются произведения тока других контуров и общих сопротивлений этих контуров. Для нашей схемы:
Полученная система решается с подставкой исходных данных задачи. Токи в ветвях исходной цепи находим как алгебраическую сумму контурных токов
|
|
|
7. Изучение мостов постоянного тока.
Измерительные преобразователи обычно подключаются к системам автоматического контроля с помощью мостовых схем. Промышленность серийно выпускает широкую номенклатуру приборов в виде мостов и компенсаторов.
Мостовые системы делятся на 3 категории:
· Одинарные мосты постоянного тока.
· Уравновешивание моста.
· Автоматический мост постоянного тока.
Одинарные мосты постоянного тока Наиболее простой реализацией метода сравнения является одинарный мост постоянного тока для измерения сопротивлений (мостик Уитстона). Принципиальная схема мостика постоянного тока представлена на рисунке 7. 1 и состоит из четырех резисторов 
, 
, 
и 
(плечи мостика), которые образуют четырехполюсник с двумя парами зажимов. Точки соединения резисторов называются вершинами мостика. На зажимы С и D подается питание от источника E (так называемая диагональ питания). Зажимы А и В являются исходными, к ним подсоединяют измеряемый прибор, а диагональ моста АВ называется измерительной или индикаторной. В плечо моста АD включен магазин сопротивлений , в DB измерительное сопротивление .
Изменяя величину сопротивления переменного резистора 
(рис. 7. 1, а) или соотношение между сопротивлениями резисторов (рис. 7. 1, б), добиваются того, чтобы в цепи гальванометра ток 
отсутствовал.
Рис. 7. 1. Схема одинарного моста постоянного тока для измерения сопротивлений.
Это означает, что потенциалы вершин А и В ( φ A и φ B) равны. Если напряжение на клеммах источника U, то сила тока в верхних и нижних витках соответственно равна, и преобразуя неравенство φ A = φ B мы получаем пропорцию:
= 
Уравновешивание моста.
Очевидно, что уравновесить мост, то есть выполнить условие пропорции сопротивлений, можно двумя способами: изменяя отношение 
/ , или при неизменных 
и регулировать значение сопротивления резистора , который в данной схеме играет роль меры. В первом случае резисторы и являются частями переменного резистора – реохорда, включенного между точками А и В. Подвижный контакт реохорда определяет точку С.
|
|
|
При перемещении ползунка меняется отношение / , что позволяет уравновесить мост.
Сопротивления и при этом пропорциональны соответствующим длинам 
и 
частей реохорда, поэтому условие равновесия можно переписать в виде:
В более точных приборах резистор изготовлен в виде высокоточного магазина сопротивлений с несколькими (5-6) декадами и размещен в одном корпусе с резисторами и , соотношение сопротивлений которых можно менять специальным переключателем. В этот корпус могут быть встроены гальванометр и источник тока или, кроме клемм для подключения 
еще клеммы для подключения внешнего гальванометра и внешнего источника питания. После установки нужного соотношения плеч уравновешивания такого мостика осуществляется уже не плавно изменением и , а подбором с помощью декад магазина сопротивлений.
Автоматический мост постоянного тока.
В автоматических мостиках (рис. 7. 2) операцию уравновешивания осуществляет специальный реверсивный (изменяющий направление вращения при изменении знака напряжения, которое на него подается) электродвигатель 2.
С диагоналей моста через усилитель 1 на двигатель подается напряжение того или иного знака, в результате чего двигатель передвигает в ту или иную сторону ползунок 3 реохорда до тех пор, пока мостик не уравновесится, то есть на вход усилителя не перестанет поступать сигнал дисбаланса.
Автоматический мостик можно сделать одновременно регистрирующим прибором, то есть способным непрерывно записывать значения сопротивлений, которые меняются со временем. Для этого достаточно механически (как правило тросиком) связать двигатель не только с ползунком реохорда, но и с кареткой, которая перемещается вдоль стержня. На каретке крепится перо, под которым равномерно перемещается бумажная лента 5. В ходе измерения на ленте строится график зависимости величины от времени.
|
|
|
Рис. 7. 2. Схема автоматического самописного мостика постоянного тока.
Рассмотренные выше схемы являются реализацией нулевого метода сопоставления и носят название уравновешенных мостиков, поскольку в измерительной диагонали моста ток равен нулю, а потенциалы на зажимах измерительного прибора одинаковы (уравновешенные).
|
|
|
