Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Топ:
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Интересное:
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Дисциплины:
2021-03-17 | 101 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Электрической цепью называется совокупность устройств, предназначенных для передачи, распределения и взаимного преобразования электромагнитной, тепловой, световой и др. видов энергии и информации, если процессы, протекающие в устройствах, могут быть описаны при помощи таких понятий, как ЭДС, напряжение и ток.
Основными элементами электрической цепи являются источники и приемники электрической энергии и информации, которые соединяются между собой проводниками. В источниках электрической энергии (аккумуляторы, гальванические элементы, генераторы и т. п.) химическая, механическая, тепловая и др. виды энергии преобразуются в электрическую энергию. В приёмниках энергии таких, как нагреватели, электрические машины, осветительные приборы и т. п. электрическая энергия преобразуется в иные виды энергии.
Электрические цепи, в которых получение, передача и преобразование электрической энергии происходит при постоянных во времени токах и напряжениях, называются цепями постоянного тока, а при переменных во времени токах и напряжениях - цепями переменного тока.
Для расчета и исследования процессов, протекающих в электрической цепи, её заменяют расчетной схемой замещения, т. е. идеализированной цепью, которая служит расчетной моделью реальной цепи. При получении такой схемы, каждый реальный элемент цепи заменяется расчетной моделью – элементом схемы. Математическое описание каждого элемента (модель) должно отражать протекающие в нём главные физические процессы.
Одним из приёмников электрической цепи является резистивный элемент - резистор. В резистивном элементе с сопротивлением R электромагнитная энергия преобразуется в тепло. R – Активное сопротивление, измеряется в Омах (Ом). Мгновенная мощность, с которой происходит преобразование энергии, определяется соотношением: . Резистивные (или их ещё называют активные) сопротивления вводятся в схемы замещения элементов цепи для учета необратимого преобразования электромагнитной энергии в другие виды (например, тепловую, механическую, энергию излучения и т. п.).
|
Для расчета токов и напряжений в цепи необходимо задать положительные направления токов и напряжений в элементах цепи. Положительным направлением тока и напряжения полагается их направление от узла с большим потенциалом к узлу с меньшим потенциалом.
а б
Рис. 1.1. Направления тока и напряжения на резисторе
На рис. 1.1 , поэтому направление тока и напряжения задано от узла с потенциалом к узлу с потенциалом . В резистивном элементе (рис. 1.1,а) напряжение связано с током законом Ома: . Для цепи постоянного тока (рис. 1.1,б) или для действующих значений резистивной цепи с гармоническими источниками (рис. 1.1,а) . Если значение сопротивления резистора не зависит от тока, протекающего через него, то такой резистор называется линейным, а электрическая цепь, состоящая только из таких резисторов, - линейной резистивной.
а б в г
Рис. 1.2. Схемы замещения источника ЭДС и тока
В настоящей лабораторной работе рассматриваются цепи, содержащие только линейные резисторы и источники ЭДС и тока. Для анализа такого рода цепей можно использовать все законы, применяемые для анализа линейных цепей постоянного тока и связывающие между собой значения токов, напряжений и ЭДС.
Источником напряжения (ЭДС, тока) называют источник, напряжение (ЭДС, ток) которого не зависит от сопротивления внешней цепи . Схемы замещения реальных источников приведены на рис. 1.2,а – источник ЭДС (напряжения), а на рис. 1.2, в – источник тока. Величина ЭДС источника – Е измеряется в режиме холостого хода (т. е. при токе в источнике ) и равна напряжению на его зажимах. В схемах замещения источников резистор учитывает тепловые потери энергии, выделяемые внутри источника. Если внутреннее сопротивление источников ЭДС (напряжения) - равно нулю, а источника тока – бесконечности, то такие источники называют идеальными (рис. 1.2,б,г). В реальных источниках внутреннее сопротивление имеет конечное значение, поэтому на практике за источник ЭДС (напряжения) принимают источник, для которого выполняется условие , а при условии - за источник тока, где - внешнее сопротивление, на которое включен источник.
|
Источники напряжения, ЭДС и тока могут представляться внешними характеристиками: для источников напряжения и ЭДС - зависимостями напряжения или ЭДС от тока, протекающего через источник, а для источника тока - зависимостями тока от напряжения на его зажимах.
а б в г
Рис. 1.3. Внешние характеристики источников
На рис. 1.3,а, в показаны внешние характеристики реальных источников ЭДС и тока, где имеются линейный (рабочий) и нелинейный участки характеристик, на которых источник может выйти из строя. На рис. 1.3,б, г изображены внешние характеристики идеальных источников ЭДС и тока. В данной работе рассматриваются источники, которые работают на линейном участке характеристики.
Законы Кирхгофа
Как известно, для любой электрической цепи справедливы законы Кирхгофа для токов и напряжений.
Первый закон Кирхгофа
Алгебраическая сумма токов в проводниках, соединенных в узел, равна нулю
. (1.1)
Узлом в электрической цепи называется место соединения трёх и более ветвей, место соединения двух ветвей называется устранимым узлом. В (1.1) ток берется со знаком плюс, если ток втекает в узел, и со знаком минус, если вытекает.
Ветвью называется участок цепи с последовательным соединением элементов. Замкнутым контуром цепи называется путь по ветвям цепи, который начинается и заканчивается в одном и том же узле.
Второй закон Кирхгофа
Алгебраическая сумма ЭДС всех источников в любом замкнутом контуре цепи равна алгебраической сумме напряжений на всех остальных элементах того же контура
|
. (1.2)
Для составления уравнения необходимо задать направление обхода контура: по направлению часовой стрелки либо против часовой стрелки. В (1.2) ЭДС и напряжения берутся со знаком плюс, если их направления совпадают с направлением обхода контура, если не совпадают, то со знаком минус.
Система независимых контуров составляется так, что в контур включаются только ветви с неизвестными токами, рекомендуется, чтобы ветвь входила в контур только один раз, а в каждый последующий контур должна входить хотя бы одна ветвь с неизвестным током, не вошедшая в предыдущие контуры.
Рис. 1.4. Схема замещения метода узловых потенциалов
Для расчетов всех неизвестных токов в схеме составляется система уравнений Кирхгофа. По первому закону Кирхгофа составляется уравнений, где q – число узлов в схеме. По второму закону Кирхгофа - уравнений, где р – число ветвей в схеме с неизвестными токами. Значение соответствует числу независимых контуров схемы.
Так для схемы рис 1.4 , , и .
Для схемы рис 4 составлены системы уравнений:
. (1.3)
Решая систему уравнений (1.3), можно определить токи .
|
|
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!