1.4. Передача электрической энергии от источника к потребителю. Мощность в цепях постоянного тока.
Зависимости от Rн
,
(Rн=0),
Зависимости от I
1.5. Нелинейные электрические цепи постоянного тока
Нелинейным элементом электрической цепи считается ,элемент ,значения параметров которого зависит от значения тока данного элемента или напряжения на его выводах.
К нелинейным элементам электрических цепей относятся разнообразные полупроводниковые приборы, устройства, содержащие намагничивающие обмотки с ферромагнитными магнитопроводами (при переменном токе), лампы накаливания ,электрическая дуга и др.
Нелинейные элементы дают возможность решать многие технические задачи ,так, с помощью нелинейных элементов можно осуществить преобразование переменного тока в постоянный, усиление электрических сигналов, генерирование электрических сигналов различной формы, стабилизации тока и напряжения ,изменение формы сигнала и т. д . Нелинейные элементы широко используются в радиотехнических устройствах ,в устройствах промышленной электроники ,автоматики, вычислительной технике. Важнейшей характеристикой нелинейных элементов является вольтамперная характеристика ,представляющая собой
зависимость между током нелинейного элемента и напряжение на его выводах .В.а.х нелинейных элементов весьма разнообразны и для некоторых из них представлены на рис.
Последовательные соединения н.э.:
1.6. Контрольные работы по цепям постоянного тока
Пример использования маткада при решении задач по цепям постоянного тока
Работа с МАТКАДОМ
Задание исходных данных
R:=40 E:=80 U:=440
Начальное приближение
11:=1 12:=1 13:=1 14:=1 15:=1 16:=1
Запись системы уравнений
Given
11 – 12 – 13 = 0
12 – 15 – 14 = 0
13 + 16 + 14 = 0
13*R – 16*R + 11*R = U
12*R + 14*R – 13*R = E
15*R – 14*R + 16*R = -2*E
Решение системы алгебраических уравнений
z:=Find(11,12,13,14,15,16)
z
=
Токи в узлах
5 – 2,75 – 2,75 = 0 2,75 – 1,5 – 1.25 = 0 2,25 + 1,5 – 3,75 = 0 1,25 + 3,75 – 5 = 0
Проверка баланса мощности
Источник
-1,25*Е
+ 1,5*Е + 5*U
= 2,22 * 
Потребитель
Решение с использованием матричного уравнения.
X:=
Y:=
I:=
I
= 
Токи
11 = 5
12 = 2,75
13 = 2,75\
14 = 1,5
15 = 1,25
16 = -3,75
1.7. Лабораторная работа по цепям постоянного тока
( Лабораторная работа № 1)
ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Исследовать режимы работы линейной электрической цепи постоянного тока;
Экспериментально определить внешнюю характеристику источника электрической энергии и рассчитать параметры его схемы замещения;
Оценить влияние параметров элементов цепи на энергетические соотношения при различных режимах работы электрической цепи;
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА
Лабораторная работа выполняется на универсальном лабораторном стенде. Стенд содержит: макет лабораторной работы, панель приборов, лабораторный автотрансформатор.
Электрическая схема содержит:
Е1 — нерегулируемый источник напряжения с ЭДС Е1;
Е2, ЕЗ регулируемые источники напряжения с ЭДС Е2 и ЕЗ, значения которых изменяют лабораторным автотрансформатором ЛАТРом (Т1). Регулирование осуществляют двумя галетными переключателями (расположены на стенде справа внизу): левый переключатель - двухдиапазонный, позволяет регулировать выходное напряжение Uвых либо от 0 до 100 В (внутренняя шкала), если переключатель S42 — в нижнем положении; либо от 100 до 210 В (внешняя шкала), если переключатель — S42 в верхнем положении (дискретность регулировки 10 В), правый переключатель позволяет осуществлять более точную установку Uвых с дискретностью 1 В; особенностью использования источников Е2 и ЕЗ является их зависимость от ЛАТРа, поэтому при работе с выбранной схемой электропитание другой схемы должно быть выключено;
S1 — общий переключатель электропитания стенда (включен — вверх, выключен — вниз);
S2— переключатель источника El (включен - влево, выключен- вправо);
переключатель источника Е2 (включен - вправо, выключен - влево);
S4 переключатель источника E3 (включен — вверх, выключен - вниз);
S45 —переключатель ЛАТРа (включен — вверх, выключен - вниз);
А1, А2— амперметры магнитоэлектрической системы с номинальным значением 0,5 А;
«+/--» -- переключатель полярности амперметров A1 и А2;
V1,V2 - вольтметры магнитоэлектрической системы, имеющие шкалу с номинальным напряжением 100В (под ними имеются переключатели, позволяющие выбирать номинальное напряжение 100 или 50В, соответственно изменяется цена деления шкалы);
R1...R7 — постоянные резисторы;
R17 - переменный резистор, регулируемый двумя галетными переключателями (в работе использовать левый переключатель с диапазоном от 100 Ом до нуля с шагом ∆R =10 Ом).