КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ОБЩЕЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ

Порядок расчета задачи методом эквивалентного генератора:

разрывают выделенную ветвь схемы и путем расчета оставшейся части схемы одним из методов определяют Uxx на зажимах разомкнутой ветви;

определяют r0 (внутренне сопротивление эквивалентного источника) по отношению к зажимам выделенной ветви методом эквивалентных преобразований.

При этом обязательно изображается пассивная схема, где источники э.д.с. заменяются их внутренними сопротивлениями (если э.д.с. - идеальная, то участок ее подключения изображается короткозамкнутым), источники тока заменяются их внутренними проводимостями (ветви с идеальными источниками тока разрываются);

Определяют ток выделенной ветви по закону Ома:

.

Параметры эквивалентного генератора для реальной цепи могут быть получены на основе опытов холостого хода и короткого замыкания. Из опыта x.x. определяют Uxx, а из опыта к.з. – Ik.з. Внутреннее сопротивление источника: .

Рис_5_пример2_1Пример: В цепи, изображенной на рис.1 измерено напряжение между зажимами a-b вольтметром с весьма большим сопротивлением: Ua-b=60B. Затем между зажимами a-b включили амперметр, сопротивлением которого можно пренебречь, ток, показанный амперметром I=1,5A. Сколько покажет вольтметр с сопротивлением RV=760(Ом), если его включить между зажимами a-b?

Решение: Решим задачу методом эквивалентного генератора. Генератором будем считать цепь, очерченную пунктиром. Пусть это будет генератор напряжения. Э.д.с. этого генератора, равная напряжению холостого хода, измерена вольтметром с большим внутренним сопротивлением. Следовательно Eэкв.=60B. Ток короткого замыкания показал амперметр: Iк.з.=1,5A. Но ток короткого замыкания ограничен только внутренним сопротивлением генератора. Следовательно, его внутренне сопротивление:

Если теперь к зажимам a-b подключить сопротивление RV=760(Ом), ток через это сопротивление будет равен:

А падение напряжения на этом сопротивлении:

U=IRV=57(B).

Это напряжение покажет второй вольтметр.

Решим задачу, выбрав в качестве эквивалентного генератора генератор тока:

Рис_5_пример2_2Параметрами генератора тока являются его задающий ток Jэкв. И внутренняя проводимость G0. Задающий ток может быть измерен или определен как ток короткого замыкания: Jэкв.=Jк.з.=1,5(A).

Внутренняя проводимость может быть определена из опыта холостого хода, т.к. в этом опыте ток генератора замыкается только через G0:

Эквивалентная проводимость цепи при подключенном вольтметре равна:

Напряжение между зажимами генератора при подключении второго вольтметра:

Контрольные вопросы.

Изложить суть метода взаимности.

В каких случаях целесообразно применить метод взаимности?

Привести пример применения теоремы компенсации.

Изложить суть метода эквивалентного источника для расчета цепей.

Когда наиболее целесообразно применять метод эквивалентного источника?

Электрические цепи периодического синусоидального тока и напряжения.

Электрический ток и напряжение изменяющиеся во времени по какому-либо закону называют переменными.

Если форма кривой переменного тока и напряжения повторяется через равные промежутки времени, то их называют периодическими.

Наименьшее время, через которое повторяется форма переменного тока и напряжения, называют периодом, обозначают Т и измеряют в с.

Число периодов Т в 1 секунду называют частотой f переменного тока и напряжения и дана размерность герц (Гц).

, Гц

Простейшими периодическими переменными током и напряжением являются вырабатываемые генераторами всех видов электростанций напряжения и тока (энергия) синусоидальной формы.

, А

, B

016 017

018

Здесь обозначают:

i(t), u(t) – мгновенное значение тока и напряжения;

Im, Um – амплитудные значения тока и напряжения;

Yi, Yu – начальная фаза тока и напряжения, герц;

 = 2p×f – угловая частота, с-1.

Разницу начальных фаз напряжения и тока обозначили j=Yu–Yi и назвали угол сдвига фаз.

Периодические ток и напряжение характеризуют еще понятиями среднего и действующего значения.

Среднее значение – это среднее значение за период. Так как у синусоидальной функции оно равно нулю (   ), у синусоидального тока и напряжения за среднее значение определяют значение за полпериода ().

 , А

 , В

или Iср=0,64 Im, Uср=0,64 Um.

Действующее значение периодической синусоидальной функции – это среднеквадратичное значение за период.

Тогда

 , A

 , B

Необходимо запомнить – разница между амплитудным и действующим значением периодического синусоидального тока и напряжения – .

Измерительные приборы (амперметры. вольтметры) магнитоэлектрической системы показывают среднее (Iср, Uср) значение синусоидального тока и напряжения i(t), u(t).

Измерительные приборы (амперметры. вольтметры) электромагнитной, электродинамической, тепловой систем показывают действующее значение (I, U) синусоидального тока и напряжения i(t), u(t).

По действующему значению I периодического синусоидального тока  судят о его тепловом воздействии: действующее значение I равно постоянному току I0, который выделяет в активном сопротивлении R за один период Т столько же тепла, что и .

(I2R=I02R).

Электротехника ТОЭ типовые задания примеры Лабораторные