Условно положительные направления тока, напряжения
Режимы работы электротехнических устройств. Основные законы электрических цепей. Эквивалентные преобразования схем (последовательное и параллельное соединение). Расчёт простых цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований сопротивлений.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.01.2020 |
| Размер файла | 247,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лекция по теме: «Условно положительные направления тока, напряжения и ЭДС»
1. Условно положительные направления тока, напряжения и ЭДС для простых цепей
Рис. 1
Направление тока, напряжения и ЭДС определяется совершенно точно в соответствии с тремя положениями физики:
за положительное направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц;
положительное направление ЭДС - направление действия сторонних сил на положительные заряды внутри источника (стрелка на ЭДС);
за положительное направление напряжение принимают направление убывания потенциала, то есть от точки с более низким потенциалом.
В случае, когда напряжение и Е противоположны по направлению. Рассмотрим схему для 3х независимых контура, m=5 k=3 m-(k-1)=3
Рис. 2
Для сложных схем с двумя и более источниками питания.
Направления токов в ветвях перед расчётом задают произвольно. Затем, считаем количество ветвей, потом составляем уравнения по закону Кирхгофа и находим токи. После решения уравнений и определения численного значения токов уточняем первоначальное направление их в ветвях: если численное значение тока отрицательно, то это значит, что реальное значение направления тока противоположно показанному на схеме, если численное значение тока положительно, то его реальное направление совпадает с направлением, указанным на схеме.
Режимы работы электротехнических устройств.
Режим холостого хода
То есть цепь нагрузки разомкнута, а значит сопротивление нагрузки стремится к бесконечности Rн=?.
Тогда Iн=0, ДU=0 а значит U1=U2, P2=0, %
Достоинства: 100% КПД
Недостатки: нерабочий режим
2. Режим короткого замыкания
То есть сопротивление нагрузки равно нулю Rн=0
Тогда , , U2=0, P2=0,
Недостатки: Максимальный ток, КПД 0%, нерабочий режим
Достоинства: опыт кз позволяет определять параметры электротехнических устройств
3. Согласованный режим
То есть эквивалентное сопротивление последующего звена согласовано или равно эквивалентному сопротивлению предыдущего звена: RЭ(i+1|)=RЭi (уравнение согдасованных параметров) RН=RЛ + RВН
Тогда
Источники напряжения имеют внутреннее сопротивление, которое стремится к нулю.
Достоинства: На нагрузке выделяется max мощности
Недостатки: 50% КПД - низкое
Применяется: рабочий режим для цепи, передающей информацию, в хх важен не КПД, а точность, обусловленная максимальным значение мощность и мощность нагрузки.
Номинальный режим
То есть устройство имеет максимальное значение КПД (80%-90%) RН>>RВН+RЛ
Номинальный режим - режим, полученный из опыта частоты испытания устройств и получение его параметров.
Область применения: для передачи мощности (двигателя, генератора)
4. Основные законы электрических цепей
Закон Ома. Полный ток источника питания равен ЭДС источника, поделённая на сумму внутреннего сопротивления источника и эквивалентного сопротивления внешней цепи.
Первый закон Кирхгофа: Алгебраическая сумма токов ветвей, спаянных в узле равна нулю. Входящие токи с плюсом, выходящие с минусом I1-I2+I3-I4+I5-I6=0
Рис. 1
Второй закон Кирхгофа: Алгебраическая сумма напряжений на контуре равна нулю. Алгебраическая сумма ЭДС источника замкнутого контура равна алгебраической сумме падений напряжений на сопротивлениях этого контура.
Правила знаков: ЭДС и токи, совпадающие с выбором направлением обхода контура записывают с плюсом.
Рис. 2
5. Эквивалентное преобразование сопротивления
Эквивалентным называют такое преобразование части схемы, при котором токораспределение в схеме, не подвергнутое преобразованию, остаётся неизменным.
Последовательное соединение сопротивлений.
Рис. 3
Это соединение, при котором ток через любое сопротивление в любой момент времени одинаков.
E = IR1+ IR2+ ...+ IRn
Мощность, потребляемая цепью не измениться, если все сопротивления заменить их эквивалентными, равными сумме I(R1+R2+...+Rn)=IRэ
Параллельное соединение сопротивлений.
Рис. 4
По первому закону Кирхгофа:
I= I1+I2+I3+...+In
Выразим токи данной цепи через параметры схемы:
E/Rэ= E/R1+ E/R2+...+E/Rn
Параллельное соединение сопротивлений называют такое соединение, при котором напряжение на всех сопротивлениях одинаково.
Следствие из первого з-на Кирхгофа
1/R= 1/R1+1/R2+...+1/Rn
Эквивалентная проводимость схемы с параллельными сопротивлениями равна сумме проводимости отдельных параллельных ветвей.
Gэ= G1+G2+...+Gn где G=1/R
Если параллельно соединены 2 сопротивления, то
Если параллельно соединены одинаковые по номиналу, то Rэ=R/2
Преобразование сопротивлений, соединённых треугольником в соединение звездой.
Рис. 5 Рис. 6
Правило эквивалентных преобразований:
I1тр=I1зв
I2тр=I2зв
I3тр=I3зв
Возьмём и поместим звезду в треугольник, тогда:
Обратное преобразование из звезды в треугольник:
Рис. 7 Рис. 8
Например:
Рис. 9
Ом
Ом
Ом
В результате получили схему:
Рис. 10
Ом
Ом
Ом
Рис. 11
2,25 Ом 2,25 Ом
Рис. 12
R12345=R134+R235=4,5 Ом
Рис. 13
Расчёт простых цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований сопротивлений.
Старинное название - метод свёртки схемы.
Рис. 14
Определяем количество узлов и ветвей в схеме k=2, m=4
Сворачиваем схему к одному эквивалентному сопротивлению (эквивалентному)
Находим в ветвях схемы R, соединённые последовательно, заменяем их эквивалентными и перечерчиваем схему в упрощенном варианте.
R35=R3+R5
Рис. 15
Продолжаем свёртку схемы. Находим сопротивления, соединённых параллельно (имеющих пару общих узлов) заменяем их эквивалентными и вновь перечерчиваем схему в упрощённом виде.
Рис. 16
Ом,
Продолжаем свёртку схемы, заменяя последовательное и параллельное сопротивление их эквивалентами до тех пор, пока схема не придет к виду: один источник питания и одно эквивалентное сопротивление.
электрический цепь закон схема
Рис. 17
По закону Ома определяем ток ветви источника питания
Определяем направления на параллельных ветвях. UAB=I1R2345
По закону Ома для участка цепи определяем токи в параллельных ветвях:
Определим мощность, потребляемую цепью. P=I2Rэ Вт
Баланс мощностей
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основные законы электрических цепей. Освоение методов анализа электрических цепей постоянного тока. Исследование распределения токов и напряжений в разветвленных электрических цепях постоянного тока. Расчет цепи методом эквивалентных преобразований.
лабораторная работа [212,5 K], добавлен 05.12.2014Понятие и разновидности электрических схем, их отличительные признаки, изображение тех или иных предметов. Идеальные и реальные источники напряжения и тока. Законы Ома и Кирхгофа для цепей постоянного тока. Баланс мощности в цепи постоянного тока.
презентация [1,5 M], добавлен 25.05.2010Анализ электрических цепей постоянного тока. Расчёт токов с помощью законов Кирхгофа. Расчёт токов методом контурных токов. Расчёт токов методом узлового напряжения. Исходная таблица расчётов токов. Потенциальная диаграмма для контура с двумя ЭДС.
курсовая работа [382,3 K], добавлен 02.10.2008Анализ состояния цепей постоянного тока. Расчет параметров линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока графическим методом. Разработка схемы и расчет ряда показателей однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока.
курсовая работа [408,6 K], добавлен 13.02.2015Исследование неразветвленной и разветвленной электрических цепей постоянного тока. Расчет нелинейных цепей постоянного тока. Исследование работы линии электропередачи постоянного тока. Цепь переменного тока с последовательным соединением сопротивлений.
методичка [874,1 K], добавлен 22.12.2009Способы включения элементов электрических цепей. Экспериментальная проверка законов Ома и Кирхгофа, измерение основных электрических величин схем с последовательным и параллельным соединением активных сопротивлений для постоянного и переменного тока.
лабораторная работа [45,4 K], добавлен 23.12.2014Применение методов наложения, узловых и контурных уравнений для расчета линейных электрических цепей постоянного тока. Построение потенциальной диаграммы. Определение реактивных сопротивлений и составление баланса мощностей для цепей переменного тока.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 29.07.2013Основные элементы и характеристики электрических цепей постоянного тока. Методы расчета электрических цепей. Схемы замещения источников энергии. Расчет сложных электрических цепей на основании законов Кирхгофа. Определение мощности источника тока.
презентация [485,2 K], добавлен 17.04.2019Особенности сборки простейших электрических цепей. Использование электроизмерительных приборов. Методы анализа электрических цепей со смешанным соединением резисторов (потребителей). Справедливость эквивалентных преобразований схем электрических цепей.
лабораторная работа [460,4 K], добавлен 27.07.2013Экспериментальное исследование электрических цепей постоянного тока методом компьютерного моделирования. Проверка опытным путем метода расчета сложных цепей постоянного тока с помощью первого и второго законов Кирхгофа. Составление баланса мощностей.
лабораторная работа [44,5 K], добавлен 23.11.2014Расчет линейных электрических цепей постоянного тока, определение токов во всех ветвях методов контурных токов, наложения, свертывания. Нелинейные электрические цепи постоянного тока. Анализ электрического состояния линейных цепей переменного тока.
курсовая работа [351,4 K], добавлен 10.05.2013Анализ электрического состояния линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока. Определение токов во всех ветвях методом контурных токов. Расчет однофазных цепей переменного тока. Уравнение мгновенного значения тока источника, баланс мощности.
реферат [1,3 M], добавлен 05.11.2012Схемы линейных электрических цепей постоянного тока. Определение и составление необходимого числа уравнений по законам Кирхгофа для определения токов во всех ветвях. Определение тока в первой ветви методом эквивалентного генератора, результаты расчетов.
реферат [1,3 M], добавлен 15.12.2009Анализ электрического состояния линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока. Расчет однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока. Переходные процессы в электрических цепях, содержащих конденсатор и сопротивление.
курсовая работа [4,4 M], добавлен 14.05.2010Решение линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока, однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока. Схема замещения электрической цепи, определение реактивных сопротивлений элементов цепи. Нахождение фазных токов.
курсовая работа [685,5 K], добавлен 28.09.2014Анализ электрического состояния цепей постоянного или переменного тока. Системы уравнений для определения токов во всех ветвях схемы на основании законов Кирхгофа. Исследование переходных процессов в электрических цепях. Расчет реактивных сопротивлений.
курсовая работа [145,0 K], добавлен 16.04.2009Ознакомление с основами метода уравнений Кирхгофа и метода контурных токов линейных электрических цепей. Составление уравнения баланса электрической мощности. Определение тока любой ветви электрической цепи методом эквивалентного источника напряжения.
курсовая работа [400,7 K], добавлен 11.12.2014Анализ электрического состояния линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока, однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока. Переходные процессы в электрических цепях. Комплектующие персонального компьютера.
курсовая работа [393,3 K], добавлен 10.01.2016Расчет эквивалентных параметров цепей переменного тока. Применение символического метода расчета цепей синусоидального тока. Проверка баланса мощностей. Исследование резонансных явлений в электрических цепях. Построение векторных топографических диаграмм.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 09.02.2013Сущность метода преобразования (свертки) схемы. Теоретическая и экспериментальная проверка соотношений между напряжениями и токами, вытекающих из 1-го и 2-го законов Кирхгофа и закона Ома. Расчета токов и напряжений в простых цепях постоянного тока.
лабораторная работа [32,3 K], добавлен 28.11.2011
