Источники питания электрических цепей
ЛЕКЦИЯ 2
Источники питания электрических цепей
| Источники ЭДС | Источник тока |
| Схема замещения реального источника ЭДС с пассивным приемником когда, Rвн≠0 напряжение на зажимах АВ источника определяется по уравнению: U=E–I·Rвн Схема замещения реального источника ЭДС с активным приемником Рекомендуемые материалы-35% Задача 5.1 + Задача 5.2 -44% Задача 5.1 + Задача 5.2 -22% Задача 6.1 + Задача 6.2 -44% Задача 6.1 + Задача 6.2 -35% Задача 6.1 + Задача 6.2 -35% Задача 5.1 + Задача 5.2 напряжение на зажимах АВ источника определяется по уравнению: U=E+I·Rвн Схема замещения идеального источника ЭДС Rвн=0 и Rвн<<Rн, следовательно напряжение на зажимах АВ источника определяется как U=E | Схема замещения реального источника тока с пассивным приемником когда, Rвн → ∞ напряжение на зажимах АВ источника определяется по уравнению: I=J-Iн; I=E·Gвн – U·Gвн где J=E/Rвн ; E=J/Gвн ; G=1/Rвн Идеальный источник тока, когда Gвн << Gн Ток в нагрузке будет равен: I=E·Gвн |
| Внешние характеристики источника ЭДС
| Внешние характеристики источника тока
|
Режимы работы источника постоянного тока
1. Режим холостого хода соответствует разомкнутым зажимам источника, при этом ток в нагрузке отсутствует I = 0, следовательно Uхх = Е и мощность в нагрузке
Рхх = Е·I = 0
этот режим используется для измерения ЭДС источника.
2. Режим короткого замыкания создается при замыкании зажимов источника накоротко, т.е. напряжение на нагрузке равно нулю, т.к. ее сопротивление равно нулю Rн=0, следовательно, Uн = 0 и ток короткого замыкания определяется: Iкз = E/Rвн = E·Gвн, обычно это аварийный режим, при котором Iном<<Iкз, где Iном это ток, на который рассчитан элемент. Мощность в нагрузке в этом случае равна нулю Рн = I²·Rн = 0.
3. Согласованный режим работы источника и нагрузки, когда Rвн = Rн и характеризуется максимально возможной мощностью передачи от источника к приемнику
| ток источника | I = E/(Rвн + Rн) |
| мощность приемника (нагрузки) | Pн = UI = I²·Rн = RнE²/(Rвн +Rн)²= E²/4Rвн |
| мощность источника | Pист = E·I = E²/(Rвн +Rн) = E²/2Rвн Рн = 0,5·Рист |
4. Номинальный режим – работа источника и приемника при номинальных значениях токов и напряжений, на которые они рассчитаны.
Баланс мощностей
Составляем уравнения для определения мощности приемника:
ΣРпр = Σ I²·R
Составляем уравнения для определения мощности источника:
ΣPист =Σ E·I
Баланс сходится при условии равенства уравнений мощностей источника и приемника, т.е.: ΣРпр = ΣPист
Баланс считается сошедшимся, если погрешность не сходимости составляет не более 2%.
Эквивалентные преобразования пассивных участков электрической цепи
Соединения бывают: последовательное, параллельное и смешанное, звезда, треугольник, мостовое.
1. Последовательное соединение, когда ток в каждом элементе один и тот же.
|
R1 R2 R3
| Rэкв = R1+R2+R3 I = E/R экв U = U1+U2+U3 = =R1·I + R2·I + R3·I = R экв ·I |
I
UСвойства последовательного соединения:
а) Ток цепи и напряжения зависит от сопротивления любого из элементов;
б) Напряжение на каждом из последовательно соединенных элементов меньше входного;
Ui < U
в) Последовательное соединение является делителем напряжения.
2. Параллельное соединение
Соединение, при котором все участки цепи присоединяются к одной паре узлов, находящихся под воздействием одного и того же напряжения.
|
| Iвх = I1+I2+I3 I1 = U/R1 = UG1 I2 = U/R2 = UG2 I3 =U/R3 = UG3 Iвх = U·ΣGi |
Свойства параллельного соединения:
1) Эквивалентное сопротивление всегда меньше наименьшего из сопротивлений ветвей;
2) Ток в каждой ветви всегда меньше тока источника. Параллельная цепь является делителем тока;
3) Каждая ветвь находится под одним и тем же напряжением источника.
3. Смешанное соединение
Это сочетание последовательных и параллельных соединений
МЕТОД ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ
|
|
|
4. Соединение звездой и треугольником
 |
Формулы перехода из звезды в треугольник и наоборот
|
|
|
5. Мостовое соединение
Бесплатная лекция: "17. Составление номенклатуры дел" также доступна.
Рассчитывается схема методом эквивалентного генератора, если на выход подключить нагрузку.
|
| Определить Uвых = φа - φв при отключенной нагрузке
|
Если все сопротивления одинаковые, то напряжение на выходе равно 0.
