4. Неразветвленные и разветвленные цепи синусоидального тока. Резонансные явления в электрических цепях.

Электрические цепи подразделяют на неразветвленные и разветвленные. На рис. 2.1, а представлена схема простейшей неразветвленной цепи. Во всех элементах ее течет один и тот же ток. Простейшая разветвленная цепь изображена на рис. 2.4, а; в ней имеются три ветви и два узла. В каждой ветви течет свой ток. Ветвь можно определить как участок цепи, образованный последовательно соединенными элементами (через которые течет одинаковый ток) и заключенный между двумя узлами. В свою очередь, узел — это точка цепи, в которой сходятся не менее трех ветвей. Если в месте пересечения двух линий на электрической схеме поставлена точка (рис. 2.4, б), то в этом месте есть электрическое соединение двух линий, в противном случае (рис. 2.4, в) его нет.

Резонансом называют режим, когда в цепи, содержащей индуктивности и емкости, ток совпадает по фазе с напряжением. Входные реактивные сопротивление и проводимость равны нулю: x = ImZ = 0 и B = ImY = 0. Цепь носит чисто активный характер: Z = R; сдвиг фаз отсутствует (φ=0).

В электрических цепях, содержащих одновременно катушки индуктивности и конденсаторы, на одной или нескольких частотах в зависимости от количества реактивных элементов и схемы соединения возможна взаимная компенсация их реактивных сопротивлений. Такое явление называется – фазовым резонансом или просто резонансом и широко применяется в различных функциональных радиотехнических узлах. На резонансных частотах сопротивления электрической цепи является резистивным и принимает максимальное (минимальное) значение, а фазовый сдвиг между входными напряжением и током равен нулю. В электрических цепях может наблюдаться – резонанс напряжений (последовательный резонанс), при котором сопротивление цепи становится резистивным, принимает минимальное значение, а напряжение на реактивных элементах могут достигать больших значений в зависимости от добротности реактивных элементов. Резонанс напряжений наблюдается в электрической цепи из последовательно соединенных катушки и индуктивности и конденсатора или в более сложных цепях.

Резонанс токов ( параллельный резонанс) наблюдается в электрической цепи из параллельно соединенных катушки индуктивности и конденсатора или в более сложных цепях. При резонансе токов сопротивление цепи становится резистивным, принимает максимальное значение, а токи в параллельных ветвях могут достигать больших значений в зависимости от добротности реактивных элементов.

При резонансах энергия внешнего источника подается в «такт» с частотой собственных автоколебаний резонансной системы. Происходит постепенное накопление энергии в виде увеличениz напряжения (резонанс напряжений) или тока (резонанс токов). В идеальной цепи без сопротивлений накопленная энергия равна бесконечности, а в цепи с сопротивлениями накопление энергии ограничивается добротностью радиоэлементов.

Добротность ( Q ) реального реактивного элемента вводится как отношение энергии, накопленной идеальной реактивной частью полного сопротивления W_q к энергии, необратимо преобразованной идеальной резистивной частью полного сопротивленияW_a , т .е.:

Q= Wg/Wa

Так как для реальных реактивных радиоэлементов можно привести последовательную и параллельную схемы замещения (рис. 4.6, рис. 4.7), то для каждого радиоэлемента существует две формулы определения добротности.

4. Мощность в цепях переменного тока. Коэффициент мощности и его технико-экономическое значение.

Электри́ческая мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

4. Символический метод расчета линейных схем цепей переменного тока.

4. Трехфазные цепи.

Трехфазная система представляет собой три отдельные электрические цепи, в которых действуют синусоидальные ЭДС одной и той же частоты, которые в свою очередь сдвинуты друг от друга на 120°, и создаваемые одним источником энергии. Источником энергии чаще всего выступает трехфазный генератор.

Преимущество трехфазной цепи заключается в её уравновешенности. То есть суммарная мгновенная мощность трехфазной цепи, остается величиной постоянной в течение всего периода ЭДС.

Трехфазный генератор переменного тока имеет три самостоятельные обмотки, которые сдвинуты между собой на угол 120°. Также как и обмотки, начальные фазы ЭДС сдвинуты на 120°. Уравнения описывающие изменение ЭДС в каждой из обмоток выглядят следующим образом:

Векторная диаграмма ЭДС в начальный момент времени представляет собой три вектора, длина которых равна амплитудному значению ЭДС Em, и угол между которыми равен 120°. Если вращать векторы против часовой стрелке, относительно неподвижной оси, то они будут проходить в порядке Ea,Eb,Ec, такой порядок называют прямой последовательностью.