Методы расчета и анализа электрических цепей

Примеры решения задач по математике Информатика Электротехника Энергетика Решение задач по ядерной физике Курс лекций и задач по физике Cопротивление материалов
Математика
Дифференциальные уравнения
Примеры и задачи
Информатика
Компьютерные сети
Новые возможности Flash
Cопротивление материалов
Теоретическая механика
Электротехника
Лабораторная работа
Изучение цепи переменного тока
Конспект лекций
Методы расчета и анализа
электрических цепей
Переходные процессы
Схемотехника
Графические и аналитические
методы расчета
Ядерная физика
Законы радиоактивного распада
Ядерная и нейтронная физика
Деление и синтез ядер
Курс лекций и задач по физике
Квантовая механика
Техническая термодинамика
Физика электромагнитных
взаимодействий
Энергетика
Атомная энергетика
Опыт эксплуатации реакторов на быстрых нейтронах
Принципы энергетической безопасности
Резервы урана
Программа развития ядерной энергетики
Программа развития АЭС до 2050 г
Гидроэлектростанции
Эволюция ядерных арсеналов
Ядерная индустрия
Реакторы на тепловых нейтрона
Крупные аварии на АЭС
Ядерно-энергетические комплексы
Атомная энергетика в мире
Перспективы развития атомной энергетики
Энергетическая  безопасность
Физические основы ядерной индустрии
Радиоактивность
Бета-излучение
Фотонное излучение
Гамма-излучение
Радиация проникающая
 

Метод эквивалентного генератора, основанный на теореме об активном двухполюснике (называемой также теоремой Гельмгольца-Тевенена), позволяет достаточно просто определить ток в одной (представляющей интерес при анализе) ветви сложной линейной схемы, не находя токи в остальных ветвях.

Параметры эквивалентного генератора (активного двухполюсника) могут быть определены экспериментальным или теоретическим путями.

В качестве примера использования метода эквивалентного генератора для анализа определим зависимость показаний амперметра В качестве примера использования метода эквивалентного генератора для анализа цепи при синусоидальном питании определим, при каком значении нагрузочного сопротивления

Теорема вариаций применяется в тех случаях, когда требуется рассчитать, насколько изменятся токи или напряжения в ветвях схемы, если в одной из ветвей этой схемы изменилось сопротивление.

При анализе электрических цепей в задачах исследования взаимосвязи между переменными (токами, напряжениями, мощностями и т.п.) двух каких-то ветвей схемы широко используется теория четырехполюсников. Четырехполюсник– это часть схемы произвольной конфигурации, имеющая две пары зажимов (отсюда и произошло его название), обычно называемые входными и выходными.

Ниже будут рассмотрены элементы теории пассивных четырехполюсников

Формы записи уравнений пассивного четырехполюсника

Четырехполюсники, не удовлетворяющие данному условию, называются несимметричными

При определении коэффициентов четырехполюсника расчетным путем должны быть известны схема соединения и величины сопротивлений четырехполюсника

На практике часто возникает потребность в переходе от одной формы записи уравнений четырехполюсника к другой

Характеристическое сопротивление и коэффициент распространения симметричного четырехполюсника Расчет электрических цепей постоянного и переменного тока При резонансе напряжений входное напряжение и ток совпадают по фазе

Электрическим фильтром называется четырехполюсник, устанавливаемый между источником питания и нагрузкой и служащий для беспрепятственного (с малым затуханием) пропускания токов одних частот и задержки (или пропускания с большим затуханием) токов других частот.

Классификация фильтров в зависимости от диапазона пропускаемых частот

Рассмотрим схему простейшего низкочастотного фильтра

Схема простейшего высокочастотного фильтра

Полосовой фильтр формально получается путем последовательного соединения низкочастотного фильтра и высокочастотного

Трехфазная цепь является частным случаем многофазных электрических систем, представляющих собой совокупность электрических цепей, в которых действуют ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые по фазе относительно друг друга на определенный угол.

Источником трехфазного напряжения является трехфазный генератор

Для рассмотрения важнейшего свойства уравновешенноститрехфазной системы , которое будет доказано далее, введем понятие симметрии многофазной системы

Трехфазный генератор (трансформатор) имеет три выходные обмотки, одинаковые по числу витков, но развивающие ЭДС, сдвинутые по фазе на 1200. Можно было бы использовать систему, в которой фазы обмотки генератора не были бы гальванически соединены друг с другом. Для уменьшения количества проводов в линии фазы генератора гальванически связывают между собой.

Различают два вида соединений: в звезду и в треугольник

Трехфазные цепи являются разновидностью цепей синусоидального тока, и, следовательно, все рассмотренные ранее методы расчета и анализа в символической форме в полной мере распространяются на них.

Многофазный приемник и вообще многофазная цепь называются симметричными, если в них комплексные сопротивления соответствующих фаз одинаковы

Расчет симметричных режимов работы трехфазных систем

Если хотя бы одно из условий симметрии не выполняется, в трехфазной цепи имеет место несимметричный режим работы.

При соединении фаз генератора и нагрузки в звезду и наличии нейтрального провода с нулевым сопротивлением фазные напряжения нагрузки равны соответствующим напряжениям на фазах источника.

В качестве примера анализа несимметричного режима работы цепи

Применение векторных диаграмм для анализа несимметричных режимов

Применение векторных диаграмм для анализа несимметричных режимов

Симметричный трехфазный приемник при соединении в треугольник и соответствующая этому случаю векторная диаграмма напряжений и токов приведен

Цепь при обрыве линейного провода и соответствующая этому случаю векторная диаграмма

Мгновенная мощность трехфазного источника энергии равна сумме мгновенных мощностей его фаз

Двухфазная система Тесла

Симметричная трехфазная цепь

Ниже рассмотрены практические схемы включения ваттметров для измерения мощности в трехфазных цепях.

При отсутствии доступа к нейтральной точке последняя создается искусственно с помощью включения трех дополнительных резисторов по схеме «звезда»

Трехпроводная система, несимметричный режим

Метод симметричных составляющих относится к специальным методам расчета трехфазных цепей и широко применяется для анализа несимметричных режимов их работы, в том числе с нестатической нагрузкой.

Симметричную систему прямой последовательности образуют три одинаковых по модулю вектора

Система нулевой последовательности состоит из трех векторов, одинаковых по модулю и фазе

Свойства симметричных составляющих токов и напряжений различных последовательностей

Если к симметричной цепи приложена симметричная система фазных напряжений прямой (обратной или нулевой) последовательностей, то в ней возникает симметричная система токов прямой (обратной или нулевой) последовательности .

Если система ЭДС генератора симметрична

Расчет цепей методом симметричных составляющих основывается на принципе наложения, в виду чего метод применим только к линейным цепям.

Математика, физика, электротехника. Графика и анимация для Web-сайтов