Глава 2 .Основные понятия. Законы анализа электрических цепей

Стр 1 из 14Следующая ⇒

ФТКиТ группа №212 Шамаева С.М.

Основа Теории Цепей - ОТЦ (лекции)

------------------------------------------------------------------------------

О Г Л А В Л Е Н И Е

Глава 1

Введение.

...

Глава 2

Основные понятия. Законы анализа электрических цепей.

...

§ 2.1.

Положительное направление тока и напряжения.

...

§ 2.2.

Элементы электрических цепей.

...

2.2.1.

Источники электроэнергии.

...

2.2.2.

Приемники электроэнергии.

...

§ 2.3.

Схема электрических цепей. Основа топологии цепей.

...

§ 2.4.

Некоторые классификации электрических цепей.

...

§ 2.5.

Понятие об установившимся и переходном режимах электрических цепей.

...

§ 2.6.

Основные законы анализа электрических цепей.

...

2.6.1.

Закон Ома.

...

2.6.2.

Законы Кирхгофа.

...

Глава 3

Расчет резистивных цепей (цепей постоянного тока).

...

§ 3.1.

Метод преобразования.

...

3.1.1.

Расчет токов и напряжений в параллельных и последовательных электрических цепях.

...

3.1.2.

Преобразование сопротивлений, соединенных звездой в соединение треугольником и обратное преобразование.

...

§ 3.2.

Анализ резистивных цепей по уравнениям.

...

3.2.1.

Методы законов Кирхгофа (МЗК).

...

3.2.2.

Метод наложения.

...

3.2.3.

Метод контурных токов.

...

3.2.4.

Метод узловых потенциалов. Метод 2-х узлов.

...

3.2.5.

Метод эквивалентного генератора.

...

§ 3.3.

Баланс мощностей в цепях постоянного тока.

...

§ 3.4.

Передача мощности от источника ЭДС к нагрузке.

...

§ 3.5.

Потенциальная диаграмма.

...

Глава 4

Анализ установившегося синусоидального режима.

...

§ 4.1.

Гармонические синусоидальные колебания. Основные определения.

...

§ 4.2.

Среднее и действующее синусоидальные значения тока, напряжения и ЭДС.

...

§ 4.3.

Изображение синусоидальных функций времени вращающихся векторов (векторные диаграммы).

...

§ 4.4.

Элементарные двухполюсники в цепи синусоидального напряжения.

...

4.4.1.

Активное сопротивление в цепи синусоидального напряжения.

...

4.4.2.

Индуктивность цепи синусоидального напряжения.

...

4.4.3.

Емкость цепи синусоидального напряжения.

...

4.4.4.

Последовательное соединение R, L, C - элементов.

...

4.4.5.

Параллельное соединение R, L, C в цепи.

...

§ 4.5.

Дуальные электрические цепи.

...

§ 4.6.

Мощности в цепи синусоидального напряжения.

...

§ 4.7.

Символический метод расчета электрических цепей. (Метод комплексных амплитуд).

...

4.7.1.

Дифференцирование и интегрирование гармонических функций в символической форме.

...

4.7.2.

Последовательное соединение R, L, C - элементов. Расчет символическим методом.

...

4.7.3.

Параллельное соединение R, L. C.

...

4.7.4.

Эквивалентные участки цепи.

...

4.7.5.

Законы Ома и Кирхгофа в символической форме.

...

4.7.6.

Методы расчета цепей синусоидального тока в символической форме.

...

4.7.7.

Мощность в символической форме.

...

§ 4.8.

Баланс мощностей в цепях синусоидального тока.

...

Глава 5

Частотные характеристики линейных электрических цепей.

...

§ 5.1.

Резонансные явления в электрических цепях.

...

5.1.1.

Резонанс напряжений (последовательный резонанс).

...

5.1.2.

Резонанс токов (параллельный резонанс).

...

5.1.3.

Резонанс в реальном параллельном колебательном контуре с потерями энергии.

...

§ 5.2.

Частотные характеристики последовательного колебательного контура.

...

§ 5.3.

Полоса пропускания колебательного контура.

...

Глава 6

Расчет индуктивно связанных, трехфазных и четырех полюсных цепей.

...

§ 6.1.

Индуктивно связанные цепи.

...

6.1.1.

Основные определения.

...

6.1.2.

Последовательное и параллельное соединение индуктивно связанных катушек.

...

6.1.3.

Методы расчетов разветвленных цепей при наличии взаимной индуктивности.

...

6.1.4.

Комплекс мощностей в индуктивно связанных элементах.

...

6.1.5.

Схема замещения индуктивно связанных элементов (эквивалентная замена или развязка индуктивных связей).

...

6.1.6.

Линейный трансформатор (без магнитопровода).

...

6.1.7.

Резонанс в индуктивно связанных контурах.

...

§ 6.2.

Трехфазные электрические цепи.

...

6.2.1.

Основные понятия и определения.

...

6.2.2.

Виды соединений фаз источника.

...

6.2.3.

Расчет трехфазных цепей с различными видами соединений.

...

6.2.4.

Мощности трехфазной цепи.

...

Глава 7

Расчет переходных процессов во временной области при постоянных, стандартных и произвольных воздействиях.

...

§ 7.1.

Основные понятия. Законы коммутации.

...

§ 7.2.

Классический метод анализа переходных процессов.

...

7.2.1.

Переходные процессы в RL - цепях

...

7.2.2.

Переходные процессы в RС - цепях.

...

7.2.3.

Переходные процессы в разветвленных цепях.

...

7.2.4.

Переходные процессы 2-ого порядка.

...

7.2.4.1.

Включение R,L,C - цепи на постоянное напряжение.

...

7.2.4.2.

Разряд емкости на RL - цепи.

...

§ 7.3.

Включение пассивного двухполюсника к источнику непрерывно меняющегося напряжения (интеграл Дюамеля)

...

Глава 8

Операторный и спектральный анализ цепи.

...

§ 8.1.

Операторный метод расчетов переходных процессов

...

8.1.1

Метод преобразования по Лапласу.

...

8.1.2.

Закон Ома в операторной форме.

...

8.1.3.

Законы Кирхгофа в операторной форме.

...

8.1.4.

Методы расчета в операторной форме.

...

8.1.5.

Переход от изображения к оригиналу. Теорема разложения.

...

8.1.6.

Пример расчета переходных процессов в цепях 2-ого порядка операторным методом.

...

Глава 1 .Введение.

Электротехника – область изучения и применения электромагнитных явлений.

ОТЦ – абстрактная физико-математическая дисциплина, которая занимается двумя взаимосвязанными задачами: анализом электрических цепей и их синтезом.

В задачах анализа электрическая цепь считается заданной, т.е. известны все элементы цепи и способы их соединения. Требуется найти токи в ветвях и напряжения на элементах. Задачи анализа, как правило, имеют единственное решение.

Синтез электрических цепей состоит в том, чтобы подобрать элементы и найти способы их соединения для получения заданных свойств цепи (токи в ветвях и напряжения на отдельных участках). Они не имеют однозначного решения и сложнее задач анализа.

Глава 2 .Основные понятия. Законы анализа электрических цепей.

§2.1. Положительное направление тока и напряжения.

Электрическая цепь - совокупность объектов и устройств, образующих путь для электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий об ЭДС, токи и напряжения.

для постоянных значений, не зависящих от времени.

Электрический ток – направленное, упорядоченное движение электрических частиц в проводящем веществе.

= [A] =

Если, в результате расчетов с учетом выбранного направления, ток имеет знак «+», то его действительное и физическое направление совпадает с выбранным. В противном случае он направлен в противоположную сторону.

Напряжение – разность потенциалов.

U_ав = 𝜑_а – 𝜑_в ; U_ва = 𝜑_в – 𝜑_а

U_ав = - U_ва

Падение напряжения - .

𝜑_в = 𝜑_а -

U_ав = 𝜑_а – 𝜑_в =

§2.2. Элементы электрических цепей.

Основными элементами электрической цепи являются источники электроэнергии и ее приемники. Дополнительными элементами электрической цепи являются соединительные провода, переключатели, предохранители и т.д.

В ОТЦ реальные элементы цепи заменяют абстрактными, идеальными, которые отражают их главные свойства.

2.2.1. Источники электроэнергии.

Источники электроэнергии – абстрактное понятие, отражающее главное свойство – генерировать электроэнергию.

Разделение зарядов.

E [B] =

В источнике электроэнергии с помощью сторонних (неэлектрических) сил происходит разделение зарядов и создается разность потенциалов. ЭДС можно определить, как работу сторонних сил по перемещению единицы положительного заряда внутри источника от отрицательного вывода к положительному.

Источник электроэнергии.

U_Н = Е – IR_ВН , где IR_ВН – падение напряжения

U_Н (I) – внешняя характеристика

Если E = const и R_ВН = const,

то mtg ℒ = R_ВН

m – масштабный множитель.

Любой источник энергии может быть представлен в виде одной из двух схем замещения

(эквивалентных схем).

Эти схемы эквивалентны по отношению к другим участкам цепи.

I_Н = = = Е

Сущ. понятие идеальных источников напряжения и тока.

Идеальный источник напряжения

имеет R_ВН = 0.

Идеальный источник тока имеет R_ВН = ∞ (идеализирован)

Реальный источник напряжения приближается к идеальному, если R_ВН<< R_Н.

Реальный источник тока приближается к идеальному, если R_ВН>> R_Н.

Приемники электроэнергии.

Источники подразделяют на потребители и накопители. Их главные свойства отражают следующие идеализированные элементы:

1) Сопротивление – элемент цепи, обладающий свойством безвозвратно расходовать поступившую в него электроэнергию.

Физическая реализация: резистор; лампа накаливания; громкоговоритель и т.д.

Сопротивление – коэффициент пропорциональности между I и U (током и напряжением)

U = RI ; R [Ом] =

G = - проводимость, обратна сопротивлению: G [См или Ом^-1]

Р = I² R =

U(I) – (ВАХ) - вольт-амперная характеристика, т.е. зависимость напряжения от тока.

2) Емкость - элемент цепи, обладающий свойством накапливать энергию электрического поля.

Физическая реализация: конденсатор.

Емкость – коэффициент пропорциональности между зарядом и приложенным напряжением.

q = CU ; C [Ф] =

W_Э =

q (U) - (КВХ) – кулон-вольтная характеристика, т.е. зависимость заряда от напряжения (не линейная).

3) Индуктивность - элемент цепи, обладающий свойством накапливать энергию магнитного поля.

Физическая реализация: катушка.

При прохождении тока через катушку в окружающем пространстве возникает магнитное поле с потокосцеплением 𝜓.

𝜓 = ∙ , причем 𝜓 = L ∙ , где L [Гн] =

Индуктивность – это коэффициент пропорциональности между потокосцеплением и током.

W_М = - энергия магнитного поля, запасенная в индуктивности.

Зависимость потокосцепления от тока наз. вебер-амперной характеристикой 𝜓(I) (ВАХ)

= =

§2.3. Схема электрических цепей. Основа топологии цепей.

Электрические элементы:

активные элементы

пассивные элементы

Геометрические элементы:

Ветвь – участок цепи, по которому проходит один и тот же ток (в).

Узел – точка соединения 3-х и более ветвей (у).

На схеме соединительные провода имеют нулевое сопротивление, поэтому в данных 2-х схемах число узлов равно 1:

Любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям, называется контуром.

Цепь, содержащая один контур, называется одноконтурной или неразветвленной - иначе называется многоконтурной или разветвленной.

Графическое изображение ветвей и узлов без элементов называется графом цепи.

§2.4. Некоторые классификации и электрических цепей.

1. а) линейные, если R, L, C не зависят от U и ;

б) нелинейные.

2. а) активные, если содержат источники энергии;

б) пассивные.

3. а) 2-х полюсные цепи (по числу внешних выводов);

б) 4-х полюсные цепи;

в) многополюсные цепи.

4. а) сосредоточенные параметры (содержит счетное множество элементов R, L, C);

б) распределенные параметры (например, телеграфная линия).

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 579; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!