7. Трёхфазные цепи

Получение трёхфазной ЭДС. Способы соединения обмоток генератора и фаз потребителя. Соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями при соединении нагрузки треугольником и звездой. Четырехпроводная система. Назначение нулевого провода. Мощности в трёхфазных цепях. Методы расчёта симметричных и несимметричных трёхфазных цепей.

При изучении темы следует обратить внимание на способ получения трёхфазной ЭДС и уяснить преимущества трёхфазной системы по сравнению с однофазной. Следует усвоить основные соотношения между фазными и линейными значениями токов и напряжений при соединении фаз генератора и потребителя треугольником и звездой; уяснить методы расчёта симметричных и несимметричных трёхфазных цепей.

Изучить тему можно по [1], с. 84…92; [2], с. 188…194, 423…433. Целесообразно по [4] разобрать решения задач 703, 707, 713 и решить задачу 704.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите преимущества трёхфазной системы по сравнению с однофазной.

2. Начертите схему соединения потребителей звездой с нейтральным проводом, обозначьте фазные и линейные токи, напряжения и напишите для них соотношения при одинаковой нагрузке фаз.

3. Начертите схему соединения потребителей треугольником, обозначьте фазные и линейные токи, напряжения и напишите для них соотношения при одинаковой нагрузке фаз.

4. В каком случае следует применять четырёхпроводную систему? Какова роль нулевого провода?

5. Как определяются резистивная, реактивная и полная мощность в трёхфазной цепи при симметричной нагрузке фаз?

8. Переходные процессы в линейных электрических цепях

Причины возникновения переходных процессов. Законы коммутации. Начальные условия. Переходные процессы в линейных электрических цепях. Переходные процессы в RL-цепи. Переходные процессы в RC-цепи.

Включение реальной обмотки электротехнического устройства под синусоидальное напряжение.

При изучении темы, прежде всего надо уяснить причину возникновения переходного процесса: несоответствие запаса энергии, имеющейся в электрическом и магнитном полях элементов цепи к моменту переключения, тем величинам энергии, которыми эти поля должны обладать при новых условиях работы цепи после переключения.

Расчёт переходных процессов всегда следует начинать с определения начальных условий. Независимыми начальными условиями называют значение тока в катушке индуктивности и напряжения на конденсаторе непосредственно перед коммутацией, т.е. значения i_L (0_) и u_c (0_). Начальные условия могут быть нулевыми и ненулевыми.

Необходимо знать, что переходная величина в общем случае состоит из двух слагаемых: вынужденной и свободной, причём свободная составляющая имеет место

всегда, а вынужденная составляющая будет тогда, когда цепь после коммутации содержит «вынужденную силу», т.е. источник. Например, при замыкании заряжённого конденсатора на резистор вынужденная составляющая величины u_c(t)равна нулю, так как такой контур после коммутации не содержит «вынужденную силу», т.е источник. Переходная величина будет состоять только из свободной составляющей. Отметим, что свободная составляющая переходной величины – это всегда экспонента вида Ae^pt , а характер вынужденной составляющей определяется характером «вынужденной силы». Если источник в цепи постоянный, то вынужденная составляющая будет постоянной величиной. Если цепь находится под воздействием источника синусоидального напряжения или тока, то вынужденная составляющая будет синусоидальной.

Рекомендуется изучить тему по [5], с. 376…391.

Вопросы для самопроверки

1 Какова причина возникновения переходных процессов в электрических цепях?

2 Какой режим работы электрической цепи называется переходным?

3 Какой режим работы электрической цепи называется установившимся, свободным?

4 Какая связь между постоянной времени цепи и длительностью переходного процесса?

5 Какова методика расчёта переходного процесса в цепи, содержащей реактивный элемент?