7 Потенциальная диаграмма

Потенциальная диаграмма представляет собой график распределения потенциала вдоль какого-либо участка цепи или замкнутого контура. По оси абсцисс на нем откладывают сопротивления вдоль контура, начиная с какой-либо произвольной точки, по оси ординат – потенциалы. Каждой точке участка цепи или замкнутого контура соответствует своя точка на потенциальной диаграмме.

Построим потенциальную диаграмму для контура 11′ 22′ 44′ 33′ 1 (Рис.7).

Рис. 5.7

Выберем масштаб по координатным осям R и φ (Рис. 5.8). Заземлим узел 1, т.е. потенциал этого узла примем равным нулю φ₁=0. Таким образом, точка 1 на потенциальной диаграмме будет помещена в начало координат.

Определим потенциалы других точек контура:

φ₁= 0

φ₁^'= φ₁+ I₆r₆

φ₁^'= 0 + 4,27·70 = 298,9(B)

φ₂= φ₁^'+ E₆

φ₂= 298,9 + 70 = 368,9(B)

φ₂^'= φ₂+ I₁r₁

φ₂^'= 368,9 + 2,368·20 = 416,62(B)

φ₄= φ₂^'- E₁= 416,62 – 20 = 396,62(B)

φ₄^'= φ₄- I₃r₃= 396,62 – 1,457·40 = 338,34(B)

φ₃= φ₄^'+ E₃= 338,34 + 40 = 378,34(B)

φ₃^'= φ₃+ E₇= 378,34 + 80 = 458,34(B)

φ₁= φ^'₃- I₇r₇= 458,34 – 5,73·80 = -0,06(B)

Эти точки изобразим на координатной плоскости и, соединив их, получим потенциальную диаграмму (Рис.5.8).

Рис. 5.8

8 Показание вольтметра

Начертим схему подключения вольтметра (Рис. 5.9). Используем данные расчета п. 8.

Рис.5. 9

Вольтметр покажет напряжение, равное:

U_V= φ_3'– φ₁= 458,34 – 0 = 458,34 В.

5.2 Расчет трехфазных электрических цепей

Трехфазную цепь можно представить как совокупность электрически связанных между собой трёх однофазных цепей синусоидального переменного тока одной частоты с общим источником энергии. Каждую из трёх однофазных

цепей, входящую в трёхфазную цепь, называют фазой.

Источником электроэнергии в трёхфазной цепи является трёхфазная система ЭДС. Симметричная трёхфазная система ЭДС – это совокупность трёх синусоидальных ЭДС одинаковой амплитуды и частоты, сдвинутых друг относительно друга по фазе на одну треть периода, т.е. на 120⁰.

Мгновенные ЭДС фаз записываются:

;

Симметричная трехфазная система ЭДС может быть записана в комплексном виде (действующие значения):

;

Нагрузка трёхфазной цепи может быть симметричной и несимметричной и может быть соединена по схеме "звезда" или "треугольник".

Пусть дана трёхфазная электрическая цепь, в которой несимметричная нагрузка соединена по схеме "треугольник" (Рис. 5.10). В схеме имеется генератор и нагрузка, которая при замыкании рубильника становится несимметричной. Требуется провести расчет цепи в двух режимах:

- при симметричной нагрузке (рубильник не замкнут);

- при несимметричной нагрузке (рубильник замкнут).