21. Методы расчета нелинейных цепей постоянного тока. Смешанное соединение элементов.

. Допустим, заданы напряжение источника и ВАХ нелинейных элементов , , (рис. 6.6 б).

Требуется найти токи во всех ветвях и напряжения на элементах.

Сначала суммируем ординаты кривых , при напряжении и строим ВАХ параллельного соединения НС2 и НС3 (рис. 6.6 б). Схему со смешанным соединением преобразуем в схему с последовательным соединением двух нелинейных элементов НС1 и НС23 (рис. 6.6 в).

Затем, суммируя абсциссы кривых и для одних и тех же значений тока , получим ВАХ всей цепи, т.е. два последовательных нелинейных элемента заменим одним эквивалентным (рис. 6.6 г). После этого о находим требуемые токи и напряжения. По заданному напряжению находим ток , затем напряжения и . Зная напряжение , определяем токи и .

22. Расчет неразветвленных магнитных цепей. Прямая задача.

Прямая задача: определение МДС по заданному магнитному потоку. Исходные данные: геометрические раз­меры цепи, кривая намагничивания, магнитный поток.

П орядок расчета: 1. Выделить в магнитной цепи однородные участки с площадями сечений , ; и средними длинами .

2. По заданному магнитному потоку и сечениям участков определить маг­нитные индукции

3. По кривой намагничивания определить напряженности ,

Для воздушного (неферромагнитного) участка напряженность поля

.

4. По второму закону Кирхгофа рассчитать сумму падений магнитных на­пряжений на участках контура

Это и есть требуемая МДС катушки

.

23. Расчет неразветвленных магнитных цепей. Обратная задача.

Обратная задача: Определение магнитного потока по заданной МДС (за­дача анализа, или обратная задача). Исходные данные: геометрические размеры цепи, кривая намагничивания, МДС.

Порядок расчета:

1. Магнитную цепь представить совокупностью однородных участков с площадями поперечных сечений и длинами

2. Произвольно выбрав магнитную индукцию для одного из участков (в пределах кривой намагничивания), определить магнитную индукцию на других участках. Для этого используют зависимость

3. По кривой намагничивания определить напряженности магнитного поля для всех участков цепи.

4. Определить падения магнитных напряжений на участках цепи

5. Просуммировать магнитные напряжения, построить график

.

6. Для заданной МДС определить магнитный поток и магнитные индук­ции на участках цепи.

24. Принцип действия трансформатора и его уравнения. Коэффициент трансформации.

Трансформатор – это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного (синусоидального) тока одного напряжения в переменный ток др. напряжения той же частоты.

По числу фаз трансформаторы подразделяются на однофазные и трехфазные. Каждая фаза трансформатора имеет первичную обмотку, к которой энергия подводится от источника и вторичную обмотку, с которой энергия поступает к потребителю. Конструкция: Однофазный трансформатор имеет замкнутый ферромагнитный сердечник, на который намотаны первичная и вторичная обмотки с числом витков W₁ и W₂. Для уменьшения вихревых токов ферромагнитный сердечник набирается из отдельных пластин электротехнической трансформаторной стали толщиной 0,35 или 0,5 мм.

Принцип действия: Работа трансформатора основана на законе электромагнитной индукции. При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока в витках этой обмотки протекает переменный ток I₁, который создает в сердечнике (магнитопроводе) переменный магнитный поток. Замыкаясь в сердечнике, этот поток сцепляется с первичной и вторичной обмотками и индуцирует в них ЭДС, пропорциональные числу витков W

Схема однофазного трансформатора

В первичной обмотке ЭДС самоиндукции

во вторичной обмотке ЭДС взаимоиндукции Активное и полное сопротивления первичной обмотки трансформатора обозначаются R₁ и Z₁, а вторичной -R₂ и Z₂.

Работа трансформатора в общем случае описывается системой уравнений:

U₁ = - E₁ + R₁I₁ + jX₁I₁ = -E₁ + Z₁I₁ (1)

E₂ = U₂ + R₂I₂ + jX₂I₂ = -U₂ + Z₂I₂ (2)

W₁I₁ + W₂I₂ = W₁I_0, (3) где I₀ – ток холостого хода.Соотношение ЭДС обмоток называется коэффициентом трансформации

.

Если , то вторичная ЭДС меньше первичной и трансформатор называ­ется понижающим, при – трансформатор повышающий.