Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

.pdf
Скачиваний:
1479
Добавлен:
15.06.2014
Размер:
989 Кб
Скачать
☆

G, B, Y

 

BC (ω)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y(ω)

 

 

Частотные характе-

 

 

 

 

 

 

 

G

 

BL(ω)

G(ω)

ристики

 

 

 

 

 

 

 

 

G(ω) = G,

 

 

 

 

 

ωo

ω

 

BC (ω) = ωC,

 

 

 

ω

 

 

BL (ω) =

1

 

,

 

 

 

B( )

 

 

ωL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-BC (ω)

 

 

 

 

1

 

 

+

π φ

 

 

 

B(ω) = ωL

− ωC,

2

 

 

 

 

Y (ω) = G2 + B2 ,

 

π

ωo

 

ω

 

ϕ = f(ω)

 

 

 

−

 

приведены на рис. 4.10.

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

емкостной

индуктивный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

характер

характер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.10

 

 

 

 

 

 

 

Частотные (резонансные) характеристики для случая, когда ре-

зонансный контур подключен к источнику тока, показаны на рис.

4.11.

 

 

 

 

Характер

приведенных

U,IL ,IC , IG

U

 

 

резонансных

характеристик

 

 

IL

IC

 

можно

проанализировать,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

как это было сделано для ре-

 

 

 

 

 

зонанса

в последовательной

 

 

 

 

 

R, L, C цепи. Например, ха-

 

J

 

 

 

рактер

изменения

напряже-

 

 

 

 

ния можно проанализировать

 

 

 

IG

 

 

 

 

ω

с помощью выражения

 

 

 

ω0

U (ω) = I : G2 + (

1

− ωC)2,

 

 

Рис. 4.11

 

 

 

 

 

 

ωL

 

 

 

 

 

 

 

аналогичного

 

выражению

для изменения тока при резонансе напряжений.

 

 

 

 

 

70

4.3. Резонанс в разветвленных цепях

В разветвленных цепях может иметь место как резонанс напря- жений, так и резонанс токов

Общее условие резонанса

Условие

ϕ = 0

Условие

резонанса

 

 

резонанса

 

 

напряжений

 

 

токов

 

Jm {Z }=0

 

 

 

Jm {Y }=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример.

При

каких

 

 

 

 

 

 

I3

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

условиях

 

 

возникает

резонанс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

напряжений в цепи,

представ-

a

 

 

 

L1

 

 

 

 

 

 

C

 

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ленной на рис. 4.12.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Воспользуемся

условием

 

 

 

 

 

 

 

 

I2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

возникновения

 

 

 

резонанса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

напряжений Jm{Z}=0. Для этого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

запишем

 

полное

 

 

комплексное

сопротивление цепи и выделим его мнимую часть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z = jωL +

RjωL2

− j

1

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

R + jωL2

 

ωC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

R2ωL

 

 

 

Rω2L2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= jωL1

− j

 

 

 

 

 

+ j

 

 

 

2

 

+

 

 

2

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

ωC

R2

+ (ωL2 )2

 

R2

 

+ (ωL2 )2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

R2ωL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Jm{Z}= ωL1 −

 

 

 

+

 

 

2

 

 

= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωC

R2 + (ωL2 )2

 

 

 

 

Из последнего выражения можно определить резонансную частоту ω0 или любой из параметров цепи L10, L20 ,C0, при которых наступает резонанс.

71

Векторные диаграммы для произвольного и резонансного режи- мов работы приведены на рис. 4.13.

8

 

 

 

 

 

 

 

5 UL1 Uaf

+j

 

 

+j

 

 

 

 

Ubd 2

UL1

5

Ubd 2

 

 

 

6 UC

I1 4

 

Uaf

I1 4

7 Uab +Udf

I3 3

j¹ 0

I3

3

 

 

 

I

1

 

U

7

I2

1

 

2

 

 

 

 

j

+1

 

Uab +Udf

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

6

UC

 

 

 

Произвольный режим

Резонансный режим ϕ=0

Рис. 4.13

В кружочках указана последовательность построения векторов.

4.4. Резонанс в цепях без потерь (чисто реактивные цепи)

Входное сопротивление при резонансе напряжений равно нулю, а при резонансе токов стремится к бесконечности. Учитывая, что входное сопротивление носит чисто мнимый характер, а также и тео- рему о реактивном двухполюснике, которая устанавливает, что

dX dω > 0 , можно сделать следующие заключения:

а) резонансы напряжений и резонансы токов чередуются; б) если в цепи имеется путь для постоянного тока, то первым

наступит резонанс токов;

в) общее число резонансов равно N = m - 1- p - y, где m – число реактивных элементов; р – число параллельно или последовательно соединенных однотипных элементов; у – число узлов, все ветви кото- рых имеют однотипные элементы.

Пример. Построить частотную характеристику для цепи, изо- браженной на рис. 4.14.

72

 

Решение:

 

 

Подсчитаем общее количе-

 

ство резонансов.

 

 

N = 9–1–1–1=6.

 

Входное

сопротивление

 

двухполюсника

при нулевой

Рис. 4.14

частоте, т. е. для случая посто-

янного тока, равно нулю.

 

 

Z(0)=0.

Следовательно, в цепи имеется путь для постоянного тока и первым наступит резонанс токов.

Частотная характеристика приведена на рис. 4.15.

X

 

 

 

 

 

 

 

 

РТ

РН

РТ РН

РТ РН

 

0

ω1

ω2

ω3

ω4

ω5

ω6

ω

 

 

 

Рис. 4.15

 

 

 

Для случая, когда частота ω=0, реактивное сопротивление двух- полюсника равно 0. При ω1 в цепи наблюдается резонанс токов, при ω2 – резонанс напряжений, при ω3 – резонанс токов, при ω4 – резонанс напряжений, при ω5 – резонанс токов, при ω6 – резонанс напряжений. При бесконечно большой частоте реактивное сопротивление двухпо- люсника за счет ветвей с индуктивностями будет монотонно увели- чиваться, стремясь к бесконечно большой величине.

73

 

Глава 5. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

ПРИ НАЛИЧИИ В НИХМАГНИТОСВЯЗАННЫХКАТУШЕК

5.1. Определения. Физическая модель

Индуктивность (собственная индуктивность) – скалярная ве-

личина, равная отношению потокосцепления самоиндукции элемента

электрической цепи к электрическому току в нем (ГОСТ Р52002-

2003).

 

 

Взаимная индуктивность – скалярная величина, равная отно-

шению потокосцепления взаимной индукции одного элемента элек-

трической цепи к электрическому току в другом элементе, обуслов-

ливающему это потокосцепление (ГОСТ Р52002-2003).

Потокосцепление – сумма магнитных потоков, сцепленных с

элементами контура электрической цепи (ГОСТ Р52002-2003).

Потокосцепление самоиндукции – потокосцепление элемента

электрической цепи, обусловленное электрическим током в этом

элементе (ГОСТ Р52002-2003).

 

Потокосцепление взаимной индукции – потокосцепление одного

элемента электрической цепи, обусловленное электрическим током в

другом элементе цепи (ГОСТ Р52002-2003).

Два контура (катушки) являются индуктивно связанными или

магнитосвязанными, если магнитный поток, созданный током перво-

го контура, пронизывает второй контур, а магнитный поток, вызван-

 

 

ный потоком второго контура, про-

W1

W2

низывает первый контур.

На рис. 5.1 представлена схе-

 

 

 

 

матическая картина магнитного по-

 

 

ля при наличии тока в первой ка-

“1”

“2”

тушке. Витки первой катушки сце-

 

 

пляются с магнитным потоком са-

i1

 

моиндукции Ф11, а витки второй

 

Рис. 5.1

катушки – с магнитным потоком

 

взаимной индукции Ф21. Потокос-

 

 

цепление самоиндукции и взаимной индукции первой и второй кату-

шек

Ψ11 = W1Ф11,

 

 

Ψ21 = W2 Ф21.

74

 

 

Тогда индуктивность первой катушки и взаимная индуктивность между катушками может быть определена как

L = Ψ11

=

W1Ф11

,

 

M

21

= Ψ21

=

W2Ф21

.

 

 

 

 

1

i1

 

 

i1

 

i1

 

 

i1

 

 

 

 

 

 

 

 

Если предположить наличие тока только во второй катушке, то,

проведя аналогичные рассуждения, можно получить

L = Ψ22

=

W2Ф22

,

M

12

= Ψ12

=

W1Ф12

.

 

 

2

i2

 

 

i2

 

 

i2

 

 

i2

 

 

 

 

 

 

 

 

Для случая линейной среды справедливо М12 = М21. Взаимная индуктивность, так же как и индуктивность, измеряется в генри [Гн]. Величина взаимной индуктивности зависит от геометрии (размеров, конфигурации, взаимного расположения катушек) и от свойств среды (магнитной проницаемости среды и провода).

В том случае, когда ток проходит как в первом контуре, так и во втором контуре (ветви, обмотке, катушке), полное потокосцепление

представляется алгебраической суммой собственного и взаимного потокосцеплений:

Ψ1=Ψ11+Ψ12= L1i1 ± M12i2,

Ψ2=Ψ22+Ψ21= L2i2 ± M21i1.

В случае изменения тока в одном из индуктивно связанных эле- ментов в другом элементе возникает ЭДС взаимной индукции.

 

u

 

 

 

=

 

 

 

e

 

=

 

 

 

 

dΨ12

 

=

 

 

M

 

 

di2

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

12

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

=

 

e

 

 

 

 

=

dΨ21

 

=

 

M

 

 

di1

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

21 dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Знак перед напряжением, обусловленным явлением взаимной индукции, может быть определен только в случае маркировки одно- именных зажимов катушек и определяется по следующему правилу:

если положительное направление тока в первой катушке принято от звездочки, то положительное направление напряжения взаимной индукции, возникающее в другой катушке, должно быть принято тоже от звездочки. Тогда, в случае составления уравнения по вто- рому закону Кирхгофа, знак плюс присваивается напряжению взаим- ной индукции, если его направление совпадает с направлением обхода контура.

75

5.2.Расчет последовательного соединения двух магнитосвязанныхкатушек

В случае последовательного соединения двух магнитосвязанных катушек возможно два вида включения: одноименными зажимами и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

разноименными

зажимами,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М

М12=М21=М

как это представлено,

соот-

 

 

 

Rk1

 

 

 

 

 

 

Rk2

ветственно, на рис. 5.2 и рис.

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3.

 

 

 

 

 

 

*

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lk2

 

 

 

 

Пользуясь правилом оп-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lk1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ределения

знака

перед на-

 

 

 

 

 

 

 

 

uk1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uk2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пряжением,

обусловленным

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

взаимной индукцией, запи-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.2

 

 

 

 

 

 

 

шем уравнения

по второму

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

закону Кирхгофа для случая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

включения

катушек

одно-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М12=М21=М

именными зажимами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М

U =Rk1I + jωLk1I + jωM12I +

i

Rk1

 

 

 

 

 

 

 

 

Rk2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

+ Rk2I + jωLk2I + jωM12I

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lk1

 

 

 

Lk2

 

 

 

и для случая включения ка-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тушек разноименными зажи-

 

 

 

 

 

uk1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uk2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U =Rk1I + jωLk1I - jωM12I+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ Rk2I+jωLk2I - jωM12I.

После упрощения эти уравнения принимаю вид:

U =(Rk1+ Rk2)I + jω(Lk1 + Lk2 + 2 M) I , U =(Rk1+ Rk2)I + jω(Lk1 + Lk2 - 2 M) I

или

U =Rэкв

 

I

+

jωL'экв

I

,

 

где Rэкв=Rk1+Rk2

U =Rэкв

I

+

jωL''экв

I

,

– эквивалентное активное сопротивление;

L'экв=Lk1+Lk2+2М – эквивалентная индуктивность одноименного включения катушек; L''экв=Lk1+Lk2–2М – эквивалентная индуктивность разноименного включения катушек.

Зная величины L'экв и L''экв, можно определить коэффициент взаим- ной индуктивности М:

76

L'экв = L1 + L2 + 2М

L''экв = L1 + L2 – 2М

L'экв – L''экв = 4М,

M = Lэкв′ − Lэкв′ .

4

+j

+j

 

 

Uk2

 

UM21 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 UM21 ULk2 6

 

 

U

8

ULk2 6

 

 

 

 

 

ULk1 Uk2

 

 

 

 

URk2 5

4 UM12

 

Uk1

UM12 4

3

U 8

 

 

ULk1 3

 

 

Uk1

 

URk2 5

 

URk1 2

I 1

+1

URk1 2 I

1

+1

Рис. 5.4

Векторные диаграммы (рис. 5.4) для одноименного и разно-

именного включения катушек построены для одинакового значения тока в обоих случаях.

5.3.Расчет разветвленных цепей при наличиив них магнитосвязанныхкатушек

Задача расчета разветвленных электрических цепей при наличии в них магнитосвязанных катушек решается однозначно, если извест- ны маркировка катушек и величина коэффициента взаимной индук- тивности. Для расчета цепей применимы методы формирования уравнений по законам Кирхгофа и метод контурных токов, а также метод эквивалентного генератора, если отсутствует индуктивная связь между двухполюсником и выделенной ветвью. Нельзя приме- нять без проведения специальных преобразований метод узловых по- тенциалов, формулы эквивалентного преобразования соединения треугольником в эквивалентное соединение звездой и обратно. При-

77

менение этих методов и формул требует введения дополнительных правил.

Запишем уравнения по законам Кирхгофа для цепи с магнитос- вязанными катушками.

Пусть имеется электрическая схема (рис. 5.5), в которой присут- ствуют магнитосвязанные катушки.

 

 

 

C1

b

 

E2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C6

 

 

 

 

R1

 

 

 

R6

I6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

R4

 

L4

M45

L5

R5

E5

 

*

а

 

 

 

*

 

 

 

I3

 

I 4

M34

0

M35

I5

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E3

 

L3

 

C3

 

R3

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.5

 

 

R2

M34

= M43

,

 

 

I2

M54

= M45

,

 

 

 

 

M53

= M35.

 

 

 

 

 

 

 

с

По первому закону Кирхгофа запишем уравнения для узлов a, b, c.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Узел

 

 

а

 

 

 

 

i4 - i1 – i3 = 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

узел

 

 

 

b

 

 

 

 

i2 + i1 – i6 = 0

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

узел

 

 

 

с

 

 

 

 

i3 + i5 – i2 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Три уравнения по второму закону Кирхгофа запишем, считая, что

 

конденсаторы не обладали начальным зарядом:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

t

 

 

 

 

 

1

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

di

 

 

 

 

 

di

 

 

 

 

 

 

di

 

 

i R +

 

 

 

i dt + i R +

 

 

 

 

ò

i dt + i

 

 

R

 

 

 

+ L

4

+ M

 

 

 

5

 

+ M

 

 

3

 

= 0,

C

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

dt

 

 

 

dt

1 1

 

ò 1

 

 

 

 

6 6

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

4

 

 

4

 

 

 

45

 

 

 

 

 

 

43

 

 

 

 

 

 

1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

6 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

di

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

di

 

 

 

 

 

di

 

 

 

 

 

 

 

 

i R +

 

 

 

 

 

i dt +i R + L

 

 

 

 

5

 

+ i

2

R

2

+ M

54

 

4

+ M

53

 

 

 

3

= e

 

+ e

2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 6

 

 

 

 

ò 6

 

5 5

 

 

5

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

dt

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C6 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

di

 

 

 

 

 

 

 

 

di

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

di

 

 

 

 

 

di

 

 

i

 

R + L

 

4

+ i R + L

 

 

3

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i dt − i R − L

 

5

 

 

 

+ M

 

 

 

4

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ò

 

 

 

 

 

34

 

 

 

 

4 4

 

 

4

 

dt

3 3

 

 

 

 

3

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

5 5

 

5

 

 

dt

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C3 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ M

 

 

di5

 

− M

 

di3

 

− M

 

 

 

 

di4

 

+ M

 

 

di5

+ M

 

 

di3

 

= e − e .

 

 

 

 

 

 

dt

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

 

 

53

 

 

 

 

 

54

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

45

 

 

 

43

 

 

dt

3

 

 

5

 

 

 

 

78

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эти же уравнения в комплексной форме могут быть записаны

как

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 4 − I1 − I 3 = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2 + I1 − I 6 = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 3 + I 5 − I 2 = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

1

(R +

 

 

1

 

) + I

6

(R +

1

 

) + I

4

(R + jωL )+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

jωC1

6

 

jωC6

 

 

 

4

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ I 5 jωM 45 + I 3 jωM43 = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

6

(R +

 

 

1

) + I

5

(R + jωL ) + I

2

R + I

4

jωM

54

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

jωC6

 

5

 

5

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ I 3 jωM53 = E5 + E2,

 

 

 

 

 

 

 

 

I

4

(R + jωL )+ I

3

(R + jωL +

 

1

) − I

5

(R + jωL )− I

4

jωM

34

−

 

 

 

4

 

 

4

 

 

3

 

 

 

 

3

jωC3

 

 

5

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− I 5 jωM35 − I 3 jωM53 + I 4 jωM54 + I 5 jωM 45 + I 3 jωM43 = E3 − E5.

Знак напряжения, обусловленного взаимной индукцией, определяется по приведенному выше правилу.

Учет взаимной индукции в случае составления уравнений по методу контурных токов осуществляется в виде введения дополни- тельных членов в выражения для собственных и взаимных сопротив- лений контуров. При этом общий вид системы уравнений остается без изменений. Так, для приведенной выше схемы необходимо запи- сать систему из трех уравнений:

Z11I11 + Z12 I 22 + Z13 I 33 = E11,

Z 21I11 + Z 22 I 22 + Z 23 I 33 = E33,

Z 31I11 + Z32 I 22 + Z 33 I 33 = E33,

где, например,

1

 

1

 

 

 

Z11 = R1 +

+

+ R6

+ R4

+ jωL4 + jωM 45 + jωM 43,

jωC1

jωC6

 

 

 

 

 

а jωM45 и jωM43 – сопротивления, обусловленные явлением взаимной индукции, причем их знак определяется аналогично приведенному выше правилу.

79