- •25 Теоретические основы электротехники (Основы теории цепей)
- •Основные сведения об электрических цепях.
- •Эквивалентные цепи источников энергии.
- •Законы Кирхгофа.
- •Преобразование электрических цепей
- •Изображение синусоидальной функции времени векторами на комплексной плоскости (Символический метод)
- •Операции с синусоидальными функциями одной частоты
- •Действующее значение тока
- •Комплексная плоскость Изображение комплексных чисел в различных формах
- •Действия с комплексными числами
- •Умножение вектора комплексного числа на j
- •Дифференцированные синусоидальные функции
- •Идеализированные элементы электрической цепи на переменном токе
- •Мгновенная мощность
- •Неразветвленная цепь переменного тока
- •Комплексная мощность
- •Топографическая диаграмма
- •Цепи со взаимной индуктивностью
- •Комплексная форма записи
- •Резонанс в электрических цепях
- •Резонанс (напряжения) не разветвленной цепи
- •Параллельный резонанс (резонанс тока)
- •Периодические несинусоидальные токи в линейных эл. Цепях
- •Классический метод
- •Возникновение переходных процессов
- •Переходный, принужденный (установившийся) и свободный п роцессы
- •Независимые начальные условия
- •Короткое замыкание в цепи rl
- •Короткое замыкание в цепи rc
- •Переходные процессы в цепи rlc
- •Порядок расчета переходных процессов
- •Операторный метод расчета переходного процесса.
- •Изображение напряжения на l и на с
- •Разложение сложной дроби на более простые
- •Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме
- •Эквивалентные операторные схемы
- •2Узла, 3 ветви Порядок расчета переходных процессов операторным методом
Комплексная мощность
С
реднее
значение мощности за период:
-
(Вт) - активная мощность (идет на выделения
тепла в окружающую среду)
- разность фаз между напряжением и током
cos - коэффициент мощности, важнейший энергетический показатель.
-
(ВА) - полная (кажущаяся) мощность, т.е.
та максимальная мощность, которую можно
получить, если cos
=1 (i
и u
совпадают по фазе)
-
реактивная мощность ( теоретически:
мощность, которой обмениваются генератор
и нагрузка).
0, если нагрузка носит индуктивный характер.
0, если нагрузка носит емкостной характер
Ед. измерения реактивн. мощности «вар» (вольт ампер реактивное)
-сопряженное
к
число
Топографическая диаграмма
П
ервый
индекс U
напряжения (ab)
указывает к какой точке направить
стрелку вектора напряжения
Каждой точке на электрической схеме соответствует точка на комплексной плоскости.
Т
5
R1
4 C 3
1
R2
2
L
опографическая
диаграмма (ТД) - разновидность векторной
диаграммы (ВД), при которой каждая точка
на комплексной плоскости соответствует
определенной точке электрической цепи.
Координаты точки на комплексной плоскости
равны соответственно действительной
и мнимой частям потенциала данной точки
электрической цепи, при этом, векторная
диаграмма токов ВСЕГДА совмещается на
одном чертеже с топографической
диаграммой напряжения.
(индекс
против тока)
Цепи со взаимной индуктивностью
Индуктивность - элемент эл. цепи, связанный с образованием магнитного потока Ф, когда по нему протекает ток i(t).
В
озьмем
единичный виток и пропустим по нему ток
i(t),
тогда ток проходя по этому контуру
создает магнитный поток Ф=L*i.
Положительное направление потока определяется по правилу буравчика
- число витков
Явление наведения ЭДС в каком-либо контуре при изменении тока в другом контуре называют явлением взаимной индукции, а наведенная (индуцированная) ЭДС называется ЭДС взаимоиндукции. Пример: трансформатор.
,
-самоиндукция
М - коэффициент взаимоиндуктивности между катушками 1 и 2 или взаимоиндуктивность 2-х катушек.
В линейных эл. цепях по правилам взаимности:
,
отсюда следует
Величина М, как и L измеряется в Гн (Генри).
-
коэффициент магнитной связи контуров,
показывающая какая часть магнитного
потока одного контура попадает во
второй.
1) k=0; M=0 - магнитная связь отсутствует.
Ф1
Ф2
Ф2
i1
(+) i2
i2
(+)
2)
k=1;
- полная магнитная связь
Чтобы увеличилось k, часто создают среду (магнитопровод), по которому замыкается магнитопоток.
Зажимы 2-х катушек называют одноименными, если при одинаковом направлении токов к этим 2-м зажимам магнитные потоки в магнитопроводе складываются.
По ГОСТу
-
одноименные зажимы
При одноименных зажимах включение согласно, тогда
Согласное включение:
Встречное включение:
Комплексная форма записи
,
(
)
-
сопротивление взаимной индукции
Правило знаков: если положительное направление токов одинаково сориентированы относительно одноименных зажимов 2-х магнитосвязанных катушек, то на каждой катушке напряжение взаимной индукции пишется с тем же знаком, что и напряжение самоиндукции.
R1 L1
M13
L3
начало
обаотки
M12
L2
M23
R2
Состав по 2-му закону Кирхгофа:
