- •Электрическая цепь и её элементы, узел, ветвь, контур.
- •Основные методы расчёта электрических схем. Метод эквивалентных преобразований звезды в треугольник. Привести примеры.
- •I2r0-потери внутри источника
- •Режимы работы электрической цепи. Схемы замещения источников и приёмников электрической энергии.
- •Электрическая цепь синусоидального тока, содержащая r, l, c. Треугольники напряжений сопротивлений, мощностей.
- •Действующее и среднее значение синусоидального тока. Изображение синусоидальных величин комплексными числами.
- •Расчёт электрических цепей переменного синусоидального тока комплексным методом. Полное, активное и реактивное сопротивление и мощности. Единицы измерения этих величин.
- •Четырёхпроизводная электрическая цепь. Соединение приёмников в звезду. Соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами при симметричной нагрузке. Векторные диаграммы.
- •Соединение приемников в треугольник. Соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями при симметричной нагрузке. 3x
- •Расчёт и измерение активной мощности в трёхфазных цепях при симметричной и несимметричной нагрузке.
- •Трансформаторы. Классификация, назначение. Показать схемы включения измерительных трансформаторов тока и напряжения.
- •Устройство, принцип действия однофазного трансформатора. Уравнения электрического и магнитного состояния. Схема замещения трансформатора.
- •Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора. Определение потерь и параметров схемы замещения.
- •Внешняя характеристика трансформатора. Изменение напряжения на вторичной обмотке трансформатора.
- •Расчёт внешней характеристики трансформатора в зависимости от характера нагрузки и .
- •Расчёт кпд трансформатора, потери энергии и нагрев трансформатора в функции коэффициента нагрузки .
- •Трёхфазные трансформаторы. Понятие о группе соединений фаз. Автотрансформаторы, измерительные трансформаторы.
- •Классификация электрических машин по назначению, роду тока, принципу действия. Условные обозначения.
- •Асинхронные двигатель, устройство, принцип действия. Условия образования вращающегося магнитного поля.
- •Режимы работы асинхронной машины. Скольжение. Электромагнитные процессы во вращающемся роторе: f2 x2 e2
- •Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя: потери, рэм, рмех
- •Электромагнитный момент асинхронного двигателя, механическая характеристика. Расчёт механической характеристики по паспортным данным.
- •Способы пуска асинхронного двигателя. Регулирование частоты вращения.
- •Синхронные машины. Устройство, схема замещения фазы в генераторном и двигательном режиме и векторные диаграммы.
- •Электромагнитная мощность и электромагнитные момент синхронной машины.
- •Синхронный генератор. Характеристика холостого хода и внешние характеристики. Условия включения синхронного генератора в сеть.
- •Угловые и механические характеристики синхронного двигателя. Регулирование реактивной мощности. U-образные характеристики. Особенности пуска.
- •29. Машины постоянного тока. Устройство. Способы возбуждения. Внешние характеристики генераторов постоянного тока в зависимости от возбуждения.
- •Двигатель постоянного тока. Электромагнитный момент. Механическая характеристика. Пуск дпт. Регулирование частоты вращения.
Электрическая цепь и её элементы, узел, ветвь, контур.
Электрическая цепь – совокупность устройств, предназначенных для генерирования, передачи, преобразования и использования электрической энергии, процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий об электрическом токе, напряжении и эдс.
Элементы электрической цепи - отдельные устройства, входящие в электрическую цепь. Часть электрической цепи, содержащая выделенные в ней элементы – участок цепи.
Источники питания – элементы цепи, предназначенные для генерирования электрической энергии. В них в электрическую энергию преобразуются иные виды энергии. I сонаправлен E.
Приёмники электрической энергии – элементы, использующие электрическую энергию. В них, наоборот, электрическая энергия преобразуется в иные виды энергии. I противоположнонапрвлен E.
Передающие элементы цепи являются звеном, связывающим источники и приёмники.
Узел – место соединения 3х и более ветвей.
Ветвь – участок цепи между 2мя узлами, вдоль которого в любой момент времени ток имеет одно и то же значение.
Контур – любой замкнутый путь, проходящий по нескольким участкам.
A=W=I2Rt [Дж],
I[A]-ток, P=UI=I2R [ВА=Вт]-мощность, U[B]-разность потенциалов
-закон Ома для полной цепи
- уравнение внешней характеристики источника (ВА характеристика источника)
- 2й закон Кирхгофа: в замкнутом контуре сумма ЭДС равна сумме падений напряжений на внутреннем сопротивлении и на нагрузке; сумма напряжений участков замкнутого контура = 0.
1й закон Кирхгофа: сумма токов в узде = 0.
UI=EI-I2R0 – уравнение баланса мощностей,
UI-мощность приёмника
EI-мощность источника
I2R0-потери внутри источника
Основные методы расчёта электрических схем. Метод эквивалентных преобразований звезды в треугольник. Привести примеры.
Метод свёртывания пассивных элементов
(преобразование приёмника в эквивалентный приёмник)
Пассивные элементы – элементы цепи, работу которых можно описать с помощью параметров r, L, M и C; не могут выполнить своё назначение без воздействия на них посторонних источников.
U=U1+U2+U3, I общий.
RЭКВ=R1+R2+R3
PЭКВ=I2/RЭКВ
RЭКВ=R1R2/R1+R2; 1/RЭКВ=1/R1+1/R2+…
G=1/RЭКВ - проводимость
PИС=UI
PПР=I12R1+I22R2, P=U2g1+U2g2
С помощью законов Кирхгофа
1й закон Кирхгофа: сумма токов в узле = 0.
UI=EI-I2R0 – уравнение баланса мощностей,
UI-мощность приёмника
EI-мощность источника
I2r0-потери внутри источника
- 2й закон Кирхгофа: алгебраическая сумма падений напряжений на резистивных элементах, составляющих замкнутый контур, равна алгебраической сумме ЭДС источников ЭДС этого контура.
Алгоритм:
1. Сколько ветвей, узлов, контуров.
2.Задаёмся направлением тока в ветвях.
3. Составляем по 2му закону Кирхгофа уравнения (=числу контуров). Выбираем направление хода. Решая совместно уравнения, определяем токи.
4. Составляем баланс мощностей.
m уравнений – 1 закону К., (n-1) уравнений – по 2 закону.
m – кол-во контуров, n – кол-во узлов.
Метод контурных токов
В основе – понятие о контурных токах (расчётные (условные) токи, замыкающиеся только по своим контурам).
Алгоритм:
разбиваем схему на соприкасающиеся контуры, задаёмся направлением контурных токов
составляем уравнения для каждого из контуров: определяем контурные токи, а по ним – действительные токи ветвей.
Метод узлового напряжения (метод двух узлов)
Алгоритм:
задаёмся направлением условно положительного напряжения между узлами
задаёмся направлением токов
записываем токи ветвей по закону Ома:
I1=g1(E1-UAB)
I2=g2(-E2-UAB)
…
Im=gm(Em-UAB)
Im+1=g m+1UAB
…
In=gnUAB, n-кол-во ветвей, [1;m]-активные ветви, [m+1;n]-пассивные
По 1 закону К., сумма токов пассивных ветвей равна сумме токов активных ветвей:
Im+1+Im+2+…+In=I1+I2+…+Im
Подставляем из закона Ома значения токов, получаем UAB:
UAB= ; напряжение между двумя узлами параллельной цепи равно алгебраической сумме произведений проводимости и ЭДС каждой ветви, деленной на сумму проводимостей всех ветвей схемы.
>0 когда направление ЭДС Еk противоположно выбранному направлению напряжения UAB, и < 0, когда направления совпадают. Зная напряжение между двумя узлами, можно определить токи ветвей схемы.
Метод эквивалентного генератора
Воздействие всех источников сложной электрической цепи на исследуемую ветвь можно заменить воздействием последовательно соединённого с ветвью эквивалентного генератора, имеющего ЭДС EЭКВ и внутреннее сопротивление rЭКВ.
Двухполюсник – цепь, которая соединяется с внешней относительно неё частью цепи c помощью двух зажимов.
Активный двухполюсник содержит источники э/э, а пассивный – нет.
Алгоритм:
определяем UX на зажимах разомкнутой ветви
заменяем активный двухполюсник пассивным , находим RЭКВ
определяем ток: I=Eэкв/Rэкв+R
ХХ: rH= , U=UX, I=0
КЗ: rH=0, U=0, I=IK
U=UX-rЭКI, rЭК=rВЫХ=UX/IK
rЭК=rВЫХ и EЭК=UX
Если приёмник с сопротивлением rH подключён к активному двухполюснику, то его ток определяется по методу эквивалентного источника:
I=Eэк/rH+rвых=UX/rH+rвых
Для расчёта UX разомкнём ветвь с rH: UX=r*I/2+E/2
Заменяем источники ЭДС и тока резистивными элементами с сопротивлениями, равными сопротивлениям соответствующих источников; получаем входное сопротивление (общее сопротивление ветвей, образующих пассивный двухполюсник относительно зажимов; равно внутреннему сопротивлению эквивалентного генератора).
Преобразование пассивных элементов треугольника в эквивалентную звезду и наоборот
На треугольнике
Принцип суперпозиции
Воздействие нескольких источников на какой-либо элемент цепи можно рассматривать как результат воздействия на этот элемент каждой из ЭДС источника в отдельности независимо от других. Принцип используется и для того, чтобы результат одной ЭДС сложной формы можно было заменить воздействием составляющих ЭДС более простых форм.
Ik= ток контура k можно рассматривать как результат алгебраического суммирования токов.
Метод расчёта цепи, использующий принцип суперпозиции, - метод наложения: ток в любой ветви рассматривают как результат наложения токов, получающихся от отдельных ЭДС, действующих независимо друг от друга.