Определяет энергетическое состояние цепи.

Показатели энергетического состояния:

электрическая энергия W = EIt;

электрическая мощность  

 

По закону Ома     E = IR + IR _вн;

E =  U _{а b} + U _вн;   EIt = U _{а b} It + U _вн It

W _и = EIt — энергия источника,

W _н = U _{а b} It = I ² R _н t ― энергия, расходуемая

                               в нагрузке; 

Δ W _вн = U _вн It = I ² R _вн t — потери энергии на

          внутреннем сопротивлении источника

W _и = W _н + Δ W _вн ― энергетическое уравнение

                               цепи

Энергия, вырабатываемая источником равна энергии, расходуемой приемником и энергии потерь на внутреннем сопротивлении

источника

Размерность энергии: [ W ] = [ UIt ] = В∙А∙с = Дж.

На практике энергию измеряют в кВт∙ч

1 кВт∙ч = 36∙10⁵ Дж.

Электрическая мощность Р — это физическая величина, характеризующая скорость преобразования электрической энергии

 — мощность источника;

 — мощность, расходуемая в                          сопротивлении нагрузки;  

 — мощность потерь внутри                  источника

W _и = W _н + Δ W _вн                            P _и = Δ P _вн + P _н

Единица измерения мощности

[ P ] = 1ВА = 1Ватт (Вт)

Уравнение баланса мощностей

 

— алгебраическая сумма

             мощностей источников;

— сумма мощностей сопротивлений в цепи;

n и m — соответственно число источников

электрической энергии и число сопротивлений

Уравнение баланса мощностей используется для проверки правильности расчета цепей.

Мощность источников может быть как

положительной, так и отрицательной;

потребляемая мощность всегда положительна

4. Потенциальная диаграмма

Потенциальной диаграммойназывается графическое изображение распределения потенциалов различных точек цепи

 

 

 

φ a = 0

φ _b = φ _a + E ₃; φ _c = φ _b + IR ₄; φ _d = φ _c + IR ₃;

φ _e = φ _d + E ₂; φ _f = φ _e + IR ₂;

φ _g = φ _f – E ₁; φ _a = φ _g + IR ₁ = 0.

При построении диаграммы по оси абсцисс последовательно откладываются сопротивления участков, а по оси ординат — рассчитанные потенциалы точек.

 

 

        α — с onst

 

 

5. Схемы замещения ИЭЭ

Источник ЭДС

U вн = I R вн

U ab = I R н

 

U ₁₂ = E – IR _вн < E

 

 

U ₁₂ = U _ab = IR _н = E – IR _вн,     

Реальныйисточник ЭДС

При R _вн > R _н, U _вн ≠ 0.

U 12 = E – IR вн

                                                  

 

Идеальный источник ЭДС

                  При R _вн << R _н, U _вн → 0,  

U 12 = E

                                                        

Источник тока

Разделим обе части равенства

U ₁₂ = E – IR _вн на R _вн :

 — ток холостого хода;

(здесь G _вн = 1/ R _вн)

 — ток при коротком

                          замыкании источника

Тогда I _вн = J – I

                               

                                           

        Реальный источник тока

                                                                                                                                                                                                                                        

При R _вн >> R _н, G _вн → 0

 

Идеальный источник тока

                                       

 U ₁₂ = U _ab = U                                                                                                                                                                       

Формулы пересчета параметров ИЭЭ

                                                                           

 

  Внешняя характеристика Внешняя характеристика

           источника ЭДС              источника тока

        U = E – IR _вн = f (I)       U = (J – I) R _вн

                                                                 

 

 

 

                        

 

 

 

     
6. Режимы работы электрической цепи

                           Номинальный режим

                                                                  R _н   ≠ R _вн

                                                              Согласованный режим                                                                                                                             

                                                                  R _н   = R _вн                                                                                                              

                                                        

 

   В электроэнергетике R _н = (10…20) R _вн, КПД до 95%

  Режим холостого хода       Режим короткого замыкания

Лекция. Методы расчета разветвленных

Цепей постоянного тока

1. Разветвленная цепь

 

     

 

 

Топологическими характеристиками цепи

1. Ветвь — участок цепи, все элементы которого соединены последовательно и во всех элементах протекает один и тот же ток.