Линейные электрические цепи Физические законы в электротехнике
Электрический ток. 1-й закон Кирхгофа
Энергетический баланс в электрической цепи
Идеальный источник напряжения (ЭДС)
Узлом электрической цепи (схемы) называется точка, в которой сходятся не менее трех ветвей.
Ветвью электрической цепи (схемы) называется участок, состоящий из последовательно включенных элементов, расположенных между двумя смежными узлами.
Метод преобразования (свертки) схемы
Взаимное преобразование схем звезда - треугольник
Метод законов Кирхгофа 1-й закон Кирхгофа: алгебраическая сумма токов ветвей в узле схемы равна нулю (
). 2-й закон Кирхгофа: алгебраическая сумма падений напряжений в произвольном контуре схемы равна алгебраической сумме ЭДС (
).
Метод контурных токов
Метод узловых потенциалов
Последовательность (алгоритм) расчета.
Теорема о линейных отношениях
Метод расчета тока в выделенной ветви сложной схемы, основанный на применении теоремы об эквивалентном генераторе, получил название метода эквивалентного генератора напряжения (тока) или метода холостого хода и короткого замыкания (х.х. и к.з.).
Решение задачи выполняется поэтапно.
Электрические цепи переменного синусоидального тока
Переменный ток (напряжение) и характеризующие его величины
Таким образом, в цепи переменного тока любой сложности напряжения и токи на всех участках будут изменяться по синусоидальному закону при условии, что источники энергии обеспечивают синусоидальную форму напряжений на их выводах.
Среднее и действующее значения переменного тока и напряжения
Векторные диаграммы переменных токов и напряжений
Теоретические основы комплексного метода расчета цепей переменного тока
Можно утверждать, что каждой точке (вектору) на комплексной плоскости соответствует пределенное комплексное число, и наоборот, каждому комплексному числу соответствует определенная точка (вектор) на комплексной плоскости.
При расчете цепей переменного тока возникает необходимость выполнения различного рода математических операций с синусоидальными функциями. При замене синусоидальных функций (оригиналов) комплексными числами (изображениями) соответствующие математические операции выполняются с комплексными числами.
Комплексный метод расчета цепей переменного тока был разработан в 1910-1912гг. американским инженером Штейнметцом и сыграл большую роль в развитии теории электрических цепей переменного тока.
Переменные ток в однородных идеальных элементах Существует три типа идеальных схемных элементов: резистор R, катушка L и конденсатор C. Рассмотрим процессы в цепи с каждым из названных элементов в отдельности.
Цепь с идеальным резистором R.
Электрическая цепь с последовательным соединением элементов R, L и C
Электрическая цепь с параллельным соединением элементов R, L и С
Активные и реактивные составляющие токов и напряжений
Передача энергии от активного двухполюсника (источника) к пассивному двухполюснику (приемнику)
Компенсация реактивной мощности приемников энергии
Компенсация реактивной мощности позволяет при неизменной активной мощности уменьшить потребляемый от сети ток
Резонанс в электрических цепях
Выясним энергетические процессы, протекающие в цепи в резонансном режиме.
Магнитносвязанные электрические цепи
Последовательное соединение магнитносвязанных катушек
Сложная цепь с магнитносвязанными катушками
Линейный (без сердечника) трансформатор
Исследование режимов электрических цепей методом круговых диаграмм.
Круговая диаграмма тока и напряжений для элементов последовательной цепи
Круговая диаграмма для произвольного тока и напряжения в сложной цепи
Топологические методы расчета электрических цепей
Составим таблицу соединений «узлы-ветви» руководствуясь следующими правилами:
Уравнения Ома и Кирхгофа в матричной форме
Система уравнений Кирхгофа в матричной форме
Контурные уравнения в матричной форме
Узловые уравнения в матричной форме
Электрические цепи трехфазного тока.
Трехфазная система состоит из трех электрических цепей или электрических схем (фаз), параметры режима (u,i) в которых сдвинуты во времени на
. Отдельные фазы трехфазной системы согласно ГОСТ обозначаются (именуются) заглавными латинскими буквами А, В, С (основное обозначение), или цифрами 1, 2, 3 (допустимое обозначение), или заглавными латинскими буквами R, S, T (международное обозначение).
Достоинства трехфазной системы
В трехфазном генераторе различают фазные и линейные напряжения
Способы соединения фаз трехфазных приемников.
Симметричные трехфазные приемники (например, трехфазные электродвигатели) включаются по схеме звезды без нулевого провода.
Схема треугольника применяется в том случае, если номинальное фазное напряжение приемника соответствует (равно) линейному напряжению генератора. При соединении в треугольник конец каждой фазы соединяется с началом последующей, а точки соединения (вершины треугольника) подключаются к линейным выводам трехфазного генератора А, В, С линейными проводами
Расчет сложных трехфазных цепей
Активная мощность в электрической цепи
Для измерения активной мощности всей трехфазной цепи в зависимости от схемы соединения фаз нагрузки и ее характера применяются различные схемы включения измерительных приборов.
Результирующий вектор индукции магнитного поля B для любого момента времени может быть найден путем пространственного сложения векторов BA, BB, BC отдельных катушек.
Частоту вращения магнитного поля можно изменять плавно изменением частоты питающего тока f, и ступенчато - изменением числа пар полюсов p. В промышленных условиях оба способа регулирования частоты вращения поля являются технически и экономически малоэффективными.
В методе симметричных составляющих для упрощения формы записи уравнений пользуются коэффициентом
(поворотный множитель),
Из полученного уравнения следует формула для выделения симметричной составляющей прямой последовательности из несимметричной системы векторов
Расчет режима симметричной трехфазной нагрузки при несимметричном напряжении
Расчет токов коротких замыканий в энергосистеме методом симметричных составляющих
В полученной системе уравнений Кирхгофа содержится 6 неизвестных величин
| На главную |