Emporio Armani мужские    часы

Emporio Armani мужские часы

Гуманитарные науки

У нас студенты зарабатывают деньги

 Дипломы, работы на заказ, недорого

Дипломы, работы на заказ, недорого

 Cкачать    курсовую

Cкачать курсовую

 Контрольные работы

Контрольные работы

 Репетиторы онлайн по английскому

Репетиторы онлайн по английскому

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Готовые шпаргалки, шпоры

Готовые шпаргалки, шпоры

Отчет по практике

Отчет по практике

Приглашаем авторов для работы

Авторам заработок

Решение задач по математике

Закажите реферат

Закажите реферат

Примеры расчета цепей Трехфазные цепи Резонанс токов Метод двух узлов Метод эквивалентного генератора Расчет цепей при наличии взаимной индуктивности Высшие гармоники в трехфазных цепях Расчет переходных процессов

Примеры расчета электрических и магнитных цепей

Электрическая схема – это изображение электрической цепи с помощью условных обозначений. Несмотря на всё многообразие цепей, каждая из них содержит элементы двух основных типов – это источники токов и потребители.

  а) b) с)

Рис.1.1.Вольт-амперные характеристики источников ЭДС (a,b), источников тока (с)

Источники энергии (см. рис.1.1) могут быть двух типов: источники ЭДС (напряжения) и источники тока. Любой реальный источник напряжения характеризуется двумя основными параметрами: величиной ЭДС Е и величиной его внутреннего сопротивления Rвн (рис.1.2). Напряжение на зажимах источника в режиме холостого хода численно равно ЭДС.

 

a) b)

Рис.1.2. Реальный источник ЭДС (a) и источник тока (b)

Реальный источник тока характеризуется величиной тока Iк и внутренней проводимостьюgвн. Наряду с реальными рассмотрим два их идеализированных варианта.

Для источника ЭДС (рис.1.2,a) положительное направление ЭДС указывается стрелкой, т.е. U12 = φ1 – φ2, напряжение убывает от точки с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом.

В случае, когда внутреннее сопротивление источника равно нулю (Rвн = 0), реализуется классический вариант идеализированного источника ЭДС. Напряжение на зажимах такого источника не зависит от силы тока, который через него протекает (рис.1.1,b). В случаях, когда Rвн << Rнагр, источник ЭДС можно считать идеальным.

Другим вариантом идеального источника энергии является источник тока, для которого gвн=0 (рис.1.1,с). Ввиду того, что источник тока имеет бесконечное внутреннее сопротивление, ток, протекающий по нему, остается постоянным, а напряжение на зажимах может быть любым.

Поскольку физические свойства идеализированных источников коренным образом различны, то прямая их замена друг на друга невозможна. Тем не менее, процедура преобразования одного реального источника в другой возможна и широко применяется на практике (рис.1.2).

Е =, .  1(1.1)

Потребители классифицируются по трем основным типам: сопротивление R, индуктивность L и емкость C (рис.1.3).

Рис.1.3. Потребители в электрических цепях

Сопротивление – идеализированный пассивный элемент цепи, приближенно заменяющий резистор, в котором происходит необратимый процесс преобразования электрической энергии в неэлектрические виды энергии.

R = U/i , Ом.

Вольт-амперные характеристики (ВАХ) линейного (1) и нелинейного (2) сопротивлений изображены на рис. 1.4.

Рис.1.4. Вольт-амперные характеристики линейного (1) и нелинейного (2) сопротивлений

Индуктивность – идеализированный пассивный элемент цепи, приближенно заменяющий катушку индуктивности, в которой происходит процесс накопления энергии магнитного поля.

 L = y/i, Гн; y = WФ, Вб. 2 (1.2)

Вебер-амперные характеристики линейной (1) и нелинейной (2) индуктивности представлены на рис. 1.5.

 

Рис.1.5. Вебер-амперные характеристики линейной (1)
и нелинейной (2) индуктивности

Ёмкость – идеализированный пассивный элемент цепи, приближенно заменяющий конденсатор, в котором происходит процесс накопления энергии электрического поля.

 C = q/u , Ф.3 (1.3)

Кулон-вольтные характеристики линейной (1) и нелинейной (2) емкости представлены на рис. 1.6.

Кроме того, любая цепь характеризуется следующими основными топологическими понятиями.

Ветвь – это участок цепи, составленный из последовательно соединенных элементов цепи и расположенный между двумя узлами. 

Узел – это точка цепи, где сходятся три или более ветвей.

Контур – это замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям (рис. 1.7.).

 

Рис.1.6. Кулон-вольтные характеристики линейной (1)
и нелинейной (2) емкости

 

Рис.1.7. Электрический контур

Контур называется независимым, если в его составе присутствует хотя бы одна новая ветвь, ранее не входившая в другие контуры. В схеме на рис 1.7 при замкнутом ключе имеем три контура, но лишь два из них независимы.

Закон Ома для участка цепи, не содержащего ЭДС

I = U/R . (1.7)

Рассмотрим участок цепи с ЭДС (рис2.18).

Рис.1.8.  Линейный участок цепи, содержащий ЭДС

Из состава сложной электрической цепи выделим ветвь, содержащую источник энергии и потребитель. Для определенности примем, что направления тока и источника ЭДС совпадают. При условно выбранных положительных направлениях тока и ЭДС в ветви имеем

j1 > ja Þ j1 – ja = IR, 4 (1.8)

j2 > ja Þ j2 – ja = E. 5 (1.9)

Вычтем из уравнения (1.8) уравнение (1.9) и тогда получим

j1 – j2 = IR – E = U12;

  . 6 (1.10)

Полученное выражение представляет собой закон Ома для участка цепи с ЭДС. В случае несовпадения направления тока в ветви с направлениями напряжения и ЭДС перед ними появляется знак «минус».

Законы Кирхгофа

Первый закон Кирхгофа - алгебраическая сумма токов в узле равна нулю

  . 7(1.4)

где k – номер ветви, n – общее их количество.

Второй закон Кирхгофа - алгебраическая сумма падений напряжений вдоль замкнутого контура равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в этом контуре

  8(1.5)

Второй закон Кирхгофа работает как для замкнутого, так и для разомкнутого контура.

Уравнение баланса мощности:

  9 (1.6)

Уравнение баланса мощности является модификацией закона сохранения энергии для электрических цепей. Это базовое уравнение для проверки правильности выполненных расчетов тех или иных цепей. В левой части этого уравнения стоит арифметическая сумма мощностей, которые выделяются на сопротивлениях от токов, протекающих по ним. В правой части – мощность, отданная источниками в сеть.

При этом возможна такая ситуация, когда одно из слагаемых суммы справа может оказаться отрицательным. Это будет означать, что в данной ситуации источник становится потребителем. Она возникает в случае, когда ток, протекающий по источнику, направлен встречно направлению ЭДС.


Примеры расчета электрических и магнитных цепей