Соединение треугольником (фазы соединяются последовательно)
Основные понятия:Электрический ток – упорядоченное движение электрических зарядов.Напряжение – разность электрических потенциалов на некотором участке электрической цепи между крайними точками этого участка.ЭДС – результат преобразования какой-либо энергии в электрическую с разделением зарядов разных знаков под действием сторонних сил.Схема замещения – графическое изображение, состоящее из условных изображений элементов, показывающее соединение этих элементов.мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. 2. Топология эл. Цеп: Ветвью называется участок цепи, обтекаемый одним и тем же током.Узел – место соединения трех и более ветвей.Путь – это упорядоченная последовательность ветвей, в которой каждые две соседние ветви имеют общий узел, причем любая ветвь и любой узел встречаются на этом пути только один раз.Контур – замкнутый путь, в котором один из узлов является начальным и конечным узлом пути.Двухполюсник –часть эл. цеп. С двумя выделенными зажимами-полюсами. Четырёхполюсник –часть эл. Цеп., имеющая 2 пары зажимов, которые называются входными и выходными. (Активные/Пассивные). 3. Основные элементы схем замещения: 4. ВАХ приёмников: 1. Резистор (активный приемник). Резистор – элемент, характеризующий необратимое преобразование электрической энергии (потери на нагрев, излучение, механическую работу и т.п.)Резистор характеризуется электрическим сопротивлением (проводимостью).ВАХ резистора описывается законом Ома. Нелинейные активные приемники:Сопротивление нелинейного приемника зависит от тока, ВАХ не является прямой линией. 2. Емкость (Реактивные приемники) – идеальная модель конденсатора – устройства, накапливающего заряд.Емкость конденсатора – это коэффициент пропорциональности между зарядом конденсатора и напряжением, возникающим на его обкладках. Закон Ома для емкости 3. Индуктивность (Реактивные приемники) – идеальная модель катушки индуктивности. Индуктивность L – коэффициент пропорциональности между током и создаваемым катушкой магнитным потоком. 5. ВАХ источников:При r<<R сила тока в цепи обратно пропорциональна её сопротивлению. А сам источник в ряде случаев может быть назван источником напряжения. При r>>R сила тока от свойств внешней цепи (от величины нагрузки) не зависит. И источник может быть назван источником тока. Идеальный источник ЭДС: Напряжение на зажимах идеального источника ЭДС всегда равно Е, независимо от сопротивления подключаемой нагрузки (тока). Сопротивление идеального источника ЭДС равно нулю!Уравнение ВАХU = E Идеальный источник тока: Ток идеального источника тока не зависит от напряжения на его зажимах. Сопротивление идеального источника тока равно бесконечности!Уравнение ВАХ:I = J Реальный источник:U = E – I×Rвт;I = J – U×Gвт 6. Режимы работы источников постоянного тока: 1. Холостой ход (х.х.) - это такой режим работы, при котором сопротивление нагрузки равно бесконечности,а ток нагрузки равен нулю. Напряжение на зажимах равно величине ЭДС. 2. Режим короткого замыкания (к.з.) – это такой режим, при котором сопротивление нагрузки равно нулю, напряжение на зажимах равно нулю, а ток нагрузки максимален и равен 3.Согласованный режим – это такой режим работы, при котором источник отдает максимальную мощность в нагрузку. 4. Номинальный режим – режим, на который источник спроектирован. Этому режиму соответствует некая величина нагрузки, называемая номинальной. Режим характеризуется номинальными током и напряжением. 7. Эквивалентные преобразования двухполюсных участков цепи:Для пассивного участка цепи преобразование будет эквивалентным, когда при том же напряжении на зажимах двухполюсника токи в исходной цепи и эквивалентном резисторе одинаковы, мощности, выделяющиеся в исходной цепи и эквивалентном резисторе, одинаковы.В общем случае условием эквивалентности является условие совпадения ВАХ исходного двухполюсного участка цепи и ВАХ эквивалентного двухполюсника.(послед и параллел) 8. Условие передачи максимальной мощности: При согласованном режиме. Мощность в нагрузке максимальна, когда Rн = Rвт.При этом U = E/2, I = Iкз/2, η = 0,5. Чем больше сопротивление нагрузки (меньше ток и больше напряжение нагрузки), тем выше КПД источника! 9. Основные законы электрических цепей: 1 Закон Кирхгофа: алгебраическая сумма токов в узле равна нулю.Для составления уравнений по первому закону необходимо задать направление токов в ветвях.Направление токов в ветвях задается произвольно.Число уравнений равно числу узлов без одного. 2 Закон Кирхгофа:Алгебраическая сумма падений напряжений в замкнутом контуре равна алгебраической сумме ЭДС этого же контура.Для записи уравнений по второму закону необходимо выбрать независимые контуры.Независимым контуром называется такой контур, в составе которого есть хотя бы одна ранее не описанная ветвь. Число независимых контуров равно числу ветвей минус число узлов плюс единица.Для выбора знака необходимо задать направление обхода контура. 10. Методы анализа линейных электрических цепей: 1. С использованием законов Ома и Кирхгофа: Пусть мы имеем схему с n узлами и m ветвями. По 1у закону Кирхгофа можно составить n-1 уравнение, по 2у – m-n+1 уравнение. Всего получается m неизвестных и m уравнений! 2. Анализ электрической цепи с одним источником ЭДС. Эквивалентные преобразования: используя эквивалентные преобразования пассивного участка цепи привести сложную схему к простому эквивалентному виду. 3. Метод эквивалентного активного двухполюсника: привести сложную схему к простому эквивалентному виду относительно двух выбранных узлов в цепи.Теорема об активном двухполюснике:Любой многоэлементный активный двухполюсник может быть заменен эквивалентным активным двухполюсником, состоящим из эквивалентной ЭДС и эквивалентного сопротивления.Алгоритм метода эквивалентного АД:1) Выбираем интересующую нас ветвь в схеме.2) Все, кроме этой ветви представляем в виде эквивалентного АД. 3)Рассчитываем ток в ветви, используя эквивалентные параметры АД 4. Метод суперпозиции: Применительно к электрическим цепям принцип суперпозиции состоит в том, что одновременное воздействие нескольких источников на какой-либо элемент линейной цепи можно рассматривать как сумму воздействий на этот элемент каждого источника в отдельности. Алгоритм метода суперпозиции: 1) Вместо схемы с N источниками рассчитываем N схем с одним источником (находим ток в искомой ветви). При этом источники, не рассматриваемые в конкретной схеме, заменяются на свои внутренние сопротивления. 2)Ток в ветви ищется как сумма токов от действия каждого источника в отдельности (с учетом знака). 5. Метод межузлового напряжения: m – число ветвей с источниками ЭДС; n – число ветвей с источниками тока; N – общее число ветвей Алгоритм применения: 1) Выбираем условно положительное направление для напряжения и тока. 2) Находим напряжение на участке аb. 3) Зная Uab, находим токи в ветвях, используя закон Ома (пассивная ветвь) или Кирхгофа (для активной ветви). 11. Нелинейные цепи постоянного тока: Алгоритм расчета цепей с нелинейным элементом: 1) Все, кроме нелинейного элемента представляем в виде эквивалентного АД. 2) Ищем параметры эквивалентного АД (ЕэквиRвт.экв). 3) Определяем ток и напряжение на нелинейном элементе методом пересечения характеристик. 4) Используя найденные значения тока и напряжения (или сопротивления) нелинейного элемента, определяем прочие требуемые токи и напряжения любым известным методом. 12. Основные параметры синусоидального сигнала Мгновенное значение – значение переменной электрической величины в любой момент времени. Период – наименьший промежуток времени, спустя который все мгновенные значения повторяются. Частотаf – величина, обратная периоду Амплитуда(максимальное значение) Фазовый угол в любой момент времени; ω×t + j; ω -угловая частота ω = 2×π×f (рад/с) Начальная фазаj= 2×π×f×Dt,где Dt – минимальный интервал времени от начала отсчета до ближайшего перехода синусоиды через ноль, причем из отрицательной области в положительную. Действующее (среднеквадратичное) значение: Действующее значение переменного тока равно по величине такому значению постоянного тока, который, проходя через то же сопротивление, выделяет за период Т такое же количество теплоты, что и синусоидальный ток.(I=Im/21/2) 13.Способы представления синусоидальных тока и напряжения: 1)Графическое 2)Мгновенное значение(тригонометрич): i(t) = Im×sin(ω×t + j) 3)Комплексная форма (показательная форма, алгебраическая, вектор на комплексной плоскости): 14. Идеальный резистивный элемент активная мощность 15.Идеальный индуктивный элемент реактивная мощность 16. Идеальный емкостной элемент 17.Векторная диаграмма состояния цепи Алгоритм построения ВТД в последовательной цепи:1. Принимаем потенциал одной из точек на схеме равным нулю (обычно точка с наименьшим потенциалом).2. Выбираем вектор (обычно вектор тока), относительно которого будем отсчитывать фазу векторов. Фазу этого вектора можно принять любой.3. Обходим контур из точки с нулевым потенциалом в направлении увеличения потенциала (против тока) и последовательно строим векторы напряжений на всех элементах цепи (согласно шпаргалке). 18.Законы в цепях переменного тока (комплексн. формы). 19.Схемы замещения 20. Треугольники сопротивлений и мощностей: Треугольник сопротивлений Треугольник мощностей Коэффициент мощности 21. Свойства цепи с последовательным соединением элементов. Резонанс напряжений Режим, при котором в цепи с последовательным соединением R, L, C элементов ток совпадает по фазе с напряжением называетсярезонансом напряжений. Резонанс напряжений возникает, когда XC=XL 22.Цепь с параллельным соединением элементов. Резонанс токов. Резонансом тока называют режим, при котором в цепи с параллельным соединением L и C элементов ток в неразветвленной части цепи совпадает по фазе с напряжением. Условие: Признаки: 23.Измерения в цепи переменного тока: 24.Способы представления и параметры несинусоидальных величин. Действующее значение Среднее значение Период (частота) Способы представления периодических несинусоидальных величин:1)Графическое изображение; 2)Разложение в ряд Фурье; 3)Спектральное представление 25. Анализ линейных цепей несинусоидального тока. Анализ проводится методом суперпозиции: 1) Раскладываем периодическую ЭДС в ряд Фурье. Получаем цепь, в которой существует N синусоидальных ЭДС; 2) Проводим расчет цепи для каждой гармоники; 3)Результирующий ток находим как сумму токов каждой гармоники 26.Элементы трехфазных цепей Трехфазная цепь – это совокупность трех однофазных цепей, в которых действуют одной частоты, но разные по фазе синусоидальные ЭДС, создаваемые одним источником энергии. Фаза трехфазной цепи - участок трехфазной цепи, характеризующийся одинаковым током (однофазная цепь в составе трехфазной) Трехфазные источники 27. Способы соединения фаз источника Соединение звездой. Концы всех трех фаз объединяются в общую точку (нейтраль). Провод, соединяющий начала фаз источника и приемника называют линейным, а соединяющий нейтральную точку источника и нейтральную точку приемника –нейтральным.Напряжение между началом и концом фазы называют фазным, напряжение между началами двух фаз – линейным. При соединении звездой
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Соединение треугольником (фазы соединяются последовательно)
.
28. Классификация и способы включения приемников в трехфазную цепь
Способы включения трехфазных приемников:
1)Четырехпроводная звезда; 2)Трехпроводная звезда;
3)Треугольник
Четырехпроводная звезда:
Трехпроводная звезда:
Соединение треугольником:
29.Мощность в трехфазной цепи
30. Измерение мощности
1. Четырехпроводная цепь 2.Трехпроводная цепь
31. Способы описания четырехполюсников
Описание в h-параметрах(независимые переменные I1U2):
Описание в Z-параметрах(независимые переменные I1I2):
32. Простейшие фильтры
Электрический фильтр – это четырехполюсник, предназначенный для выделения или подавления на нагрузочном устройстве напряжения заданного диапазона частот.
Основные характеристики фильтров:
АЧХ (амплитудно-частотная характеристика),
ФЧХ (фазо-частотная характеристика)
33. Законы коммутации
Переходным процессом называют процесс, возникающий при переходе цепи из одного устойчивого режима к другому.Скачкообразное изменение в электрической цепи называется коммутацией. Время, в течении которого происходит коммутация, значительно меньше времени, в течении которого проходит переходный процесс и считается равным нулю.
1-й закон коммутации: ток в ветви с индуктивным элементом не может измениться скачком.(ток в индуктивности до коммутации равен току в индуктивности в начальный момент после коммутации)
2й закон коммутации: напряжение в ветви с емкостным элементом не может измениться скачком.(напряжение на емкости до коммутации равно напряжению на емкости в начальный момент после коммутации)
34.Дифурпереходного процесса и его решение(конденсатор)
Дифференциальное уравнение переходного процесса:
Решение дифференциального уравнения ищут в виде суммы свободной и принужденной составляющих
Свободная составляющая соответствует решению общего уравнения переходного процесса.Принужденная составляющая соответствует напряжению для установившегося после коммутации режима.
35. Переходный процесс в RC-цепи
Начальные условия: до начала коммутации конденсатор был заряжен до напряжения UС0.
Изменение напряжения (и тока) происходит с постоянной относительной скоростью, которую характеризует постоянная времени.
Постоянная времени зависит от параметров цепи: R и C.
Напряжение на конденсаторе не может измениться скачком, но ток – может.
Чем меньше сопротивление в цепи и чем больше разница начального и конечного напряжения конденсатора, тем больше импульс тока.
36. Переходный процесс в RL-цепи
Изменение тока в RL-цепи происходит с постоянной относительной скоростью, характеризующейся постоянной времени.
Ток в индуктивном элементе не может измениться скачком, но напряжение – может. Чем выше активное сопротивление цепи, тем выше скачки напряжения.
37. Переходный процесс в RLC-цепи
Вариант 1: корни характеристического уравнения – комплексно-сопряженные числа
Вариант 2: корни – действительные числа
Вариант 3: корни уравнения совпадают
38. Основные характеристики и свойства магнитного поля
1. Магнитная индукция В(Тл) – силовая характеристика магнитного поля.
2. Напряженность магнитного поля Н(А/м)- Напряженность магнитного поля Н характеризует источник магнитного поля – полный ток
Закон полного тока
3.Магнитный поток
4. Уравнения Максвелла
Предельная петля гистерезиса характеризуется:
коэрцитивной силой Нс
индукцией насыщения Bmax
напряженностью насыщения Hmax,
остаточной индукцией Br
Мягкомагнитные: Легко перемагничиваются, имеют малую остаточную индукцию и коэрцитивную силу (железо, чугун, элетротехнические стали)
Твёрдомагнитные- Трудно перемагничиваются, имеют большую остаточную индукцию и коэрцитивную силу (постоянные магниты)
39. Анализ магнитных цепей с постоянным магнитным потоком
Классификация магнитных цепей.
Цепи бывают: однородными / неоднородными
разветвленными / неразветвленными
Анализ простейшей магнитной цепи
Закон полного тока
При условии, что магнитный поток во всей цепи и по сечению магнитопровода одинаков, интеграл можно заменить суммой
F =w∙I – магнитодвижущая сила (МДС)
Аналогия магнитных и электрических цепей:
1)Магнитный поток соответствует электрическому току.
2)МДС соответствует ЭДС
3)Магнитное сопротивление соответствует электрическому сопротивлению.
Законы расчета магнитных цепей постоянного потока:1)В узле алгебраическая сумма магнитных потоков равна нулю.2)В замкнутом контуре сумма падения магнитного напряжения равна нулю.
40.Особенность магнитных цепей при переменном магнитном потоке
1. Существуют потоки рассеяния
2. Катушка индуктивности имеет активное сопротивление. Для идеальной катушки магнитный поток определяется только напряжением.3. Существуют потери на перемагничивание сердечника и вихревые токи.4. Индуктивность катушки с магнитопроводом зависит от тока.5. При синусоидальном напряжении ток и поток оказываются несинусоидальными.
41. Дроссель
Дроссель– катушка с ферромагнитным сердечником, имеющим зазор для линеаризации ВАХ.Дроссель должен иметь, по возможности, большую индуктивность при минимальных массе и потерях
42. Трансформатор
Трансформатор– устройство, содержащее две или более неподвижные обмотки, связанные общим магнитным полем, и преобразующее параметры электрической энергии (ток, напряжение).
Трансформаторы бывают:1)повышающие,2)понижающие.
1. Режим холостого хода
В режиме холостого хода:
1)Магнитный поток равен номинальному; 2)Потери на перемагничивание равны номинальным; 3)Электрические потери малы; 4)Мощность, потребляемая от источника тратится только на создание магнитного поля (реактивная) и нагрев сердечника при перемагничивании (активная).Режим ХХ характеризует магнитную цепь трансформатора!
В режиме короткого замыкания:
1)Магнитный поток мал по сравнению с номинальным; 2)Потери на перемагничивание равны нулю; 3)Электрические потери равны номинальным; 4)Мощность, потребляемая от источника тратится только на нагрев обмоток трансформатора.Режим КЗ характеризует электрические параметры обмоток трансформатора!
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 259; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!