iomeldar (1021896), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Требуется изобразить прннпипнальную схему соединения приборов для измерения входного сопротнвлчния лампового реостата между двумя его зажимами, если измерение осуществляется с помощью вольтметра и амперметра. Решен ие. Если заранее известно, что измеряемое сопротивление достаточно мало и соизмеримо с сопротаалением амперметра, то схеча составляется так, чтобы вольтметр бьщ присоединен параллельно данному устройству и измерял напряжение только на нем (рис. 4,!). Если же измеряемое сопротивление относительно велика и сравнимо с сопротивлением вольтметра, то схема составляется так, чтобы амперметр измерял только ток в ламповом реостате 1рис. 4.2).
Измерения по этим схемам при указанных условиях приводят к меньшим ошибкам в определении сопротивлений соответствующих устройств по показаниям вольтметра н амперметра. 104 Такие принпипиальные схемы дают возможность выполнить соединения лементов цепи. ио не содержат необходимых данных для выполнения расчетов. Так, например, для учета ошибки, допускаемой при определении сопротивления путем деления показаний вольтметра иа показания амперметра, в схеме, изображенной на рис. 4.1, должно быть известно сопротивление вольтметра, а в схеме, показанной на рис.
4.2,— сопротивление амперметра. Рис. 4.2 Рис. 4.1 Расчеты, связанные с определением электрического состояния цепи, обычно выполняются с помощью схем замещения. Схемы замещения составляются из однотипных идеализированных элементов, отражающих наиболее характерные свойства элементов цепи независимо от их действительного назначения. Количественная характеристика таких свойств дается численными значениями параметров. В схеме замещения какой-либо электрической цепи отражаются все участки и характерные точки этой цепи, но по внешнему виду схема замещения может заметно отличаться от схемы соединений, поскольку в каждом из элементов рассматриваемой цепи могут протекать различные явления, требующие соответствующего отражения в схеме замещения. Схема замещения может отображать явления в соответствующих элементах реальной цепи лишь приближенно, с той или иной степенью точности.
При решении практических задач приходится выбирать наиболее простую, но приемлемую схему замещения. Составление такой схемы является наиболее ответственной операцией при выполнении расчета и требует определенного навыка. Схема замещения дает возможность определить параметры режима для какого-либо элемента цепи путем измерений, а также производить моделирование элементов электрических цепей и цепей в целом с помощью специальных расчетных устройств. ф 4.2. Параметры схем замещения Основными элементами электрических схем замегдения (или просто схем) являются: источники э. д.
с.— напряжении или э. д, с., источники тока или задающие токи, сопротивления илн проводи. мости. Источники э. д. с. или источники тока в общем случае вызывают напряжения и токи в схемах, н поэтому называются активными элементами схем замещения. Сопротивления и проводпмостиа создают пути для электрических токов и называются пассивными элементами схем замещения. Для активных элементов схем замещения наиболее характерным является то, что онн определяют напряжения или токи в точках присоединения этих элементов к соответствующей цепи независимо от ее остальных параметров. Электродвижушая сила источника напряжения и ток источника тока характеризуются величиной и направлением, указываемым на схеме стрелкой.
Направления токов и напряжений в пассивных элементах (в сопротивлениях н проводимостях) также указываются на схемах стрелками. Параметры цепи характеризуют ее энергетическое состояние. Если направление э.д.с. в источнике напряжения совпадает с направлением в нем тока (рис. 1.14 для э.д.с. е,) или направление тока в источнике тока совпадает с направлением напряжения на его зажимах, то в таких источниках происходит генерация электрической энергии. Потребление электрической энергии (преобразование в какой-либо другой вид энергии) имеет место в том случае, когда направление э.д.с. в источнике напряжения не совладаете направлением в нем тока (рис.1.14 для э.д.с, е,) или когда направление тока в источнике тока не совпадает с направлением напряжения на его зажимах.
Обычно направление преобразования энергии устанавливается по знаку мощности. На участке схемы с сопротивлением г или с проводимостью д мощность г!' или дУ' положительна; это означает потребление электрической энергии. В случае наличия в схеме источника э.д.с или источника тока положительный знак мощности е!)0 и /(/)0 (прн совпадении соответствующих величин по направлению) соответствует генерации электрической энергии, а отрицательный знак е!(0 и Л/(О (при противоположных направлениях соответствующих величин) — потреблению электрической энергии.
Рассматривая вопрос о мощности, следует отметить установившееся в электротехнике неточное применение этого термина, Так, например, говорят о генерируемой, отдаваемой, потребляемой, передаваемой, теряемой и т. д, мощностях. В действительности генерируется, отдается, потребляется, передается не мощность, а энергия. Мощность характеризует интенсивность соответствующего энергетического процесса и измеряется количеством энергии (генерируемой, отдаваемой, потребляемой и т.д,), отнесенным к единице времени.
Поэтому правильно было бы говорить о мощности генерирования энергии, о мощности передачи энергии, о мощности потребления энергии и т. д. По ' В данном случае сот осннленин и проводимости рассматрнвакпсн как элементы электрических схем. этим установившимся традициям в дальнейшем сравнительно часто применяются приведенные выше неточные, но краткие выражения. В общем случае сопротивление приемника г(1) зависит от тока в этом приемнике. Выше было отмечено, что на практике часто бывает задана не зависимость г(1), а зависимость напряжения на сопротивлении от тока (/(1) или зависимость тока от напряжения на сопротивлении 1(У). Такие характеристики (хотя и неточно) называются вольтампврными.* На каком-то участке эти характеристики могут получиться практически прямолинейными.
Электрические цепи, содержащие элементы с нелинейными характеристиками, называются нелинейными, а электрические цепи, содержащие только элементы с линейными характеристиками (на соответствующих участках), называются линейными. Строго говоря, следовало бы все реальные цепи считать нелинейными, поскольку их параметры в какой-то мере всегда зависят от электрического состояния. Так, например, в связи с нагреванием проводников при наличии в них электрического тока их сопротивление изменяется в зависимости от режима.
Однако в большинстве практических случаев лпнеаризация цепи(т.е. предположение о том, что она линейна) оказывается вполне возможной, При этом следует иметь в виду, что линейные схемы замещения цепей, как правило, справедливы только в определенном диапазоне возможных режимов работы электрической цепи. Легко показать, что источник электрической энергии с известной э.д.с. е и внутренним сопротивлением г, может быть представлен схемой замещения с источником э.д.с. (напряжения) или с источником тока. Напряжение на зажимах источника энергии меньше э.д.с. е на величину падения напряжения внутри источника: У =- е — г,1.
Напряжение на сопротивлении г приемника, присоединенного на зажимы источника, (1 =г1, Из этих уравнений легко получитак 1= тв+т Из этого выражения видно, что внутреннее сопротивление г, источника энергии, так же как и сопротивление приемника, ограничивает величину тока. На схеме замещения, изображенной на рис. 4.3, можно представить внутреннее сопротивление » '"" ' "Р " " " "Р" """"' ' 'и, „„,„„„„„т„„,~р,иь»„„„„„„„ еа"вь между током и напряжением, то более правильно называть такие характеристики »ток — напряжение» или виапрнженне — ток». 1от В зависимости от соотношения между напряжениями на этих сопротивлениях получаются две разновидности эквивалентной схемы для источника энергии (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
