Семинар 1 (1274729)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Семинар 1Элементы линейной электрической цепи постоянного тока.Простейшие формулы и преобразования.Основнымиинтегральнымивеличинами,используемымидляописанияэлектромагнитныхпроцессоввэлектротехническихустройствах,являютсяэлектродвижущая сила (ЭДС), электрический ток и электрическое напряжение. Вданной части курса рассматриваются задачи расчета установившихся режимов цепей вслучае, когда ЭДС постоянны (не изменяются во времени). В этом случае постояннымиоказываются токи и напряжения. Обозначают постоянные ЭДС, токи и напряжения E, I,U. Основными элементами электрических цепей являются источники электромагнитнойэнергии, устройства для передачи и преобразования электромагнитной энергии иприемники электромагнитной энергии.

Часть электрической цепи, рассмотреннаяотносительно двух выводов (полюсов), в которой действуют источники электромагнитнойэнергии (ЭДС), называют активным двухполюсником. Обозначают прямоугольником сбуквой А в середине и двумя выводами для присоединения к остальной части цепи. Частьэлектрической цепи, рассмотренная относительно двух выводов (полюсов), в которой нетисточников электромагнитной энергии, называют пассивнымдвухполюсником.Обозначают прямоугольником с буквой П в середине и двумя выводами дляприсоединения к остальной части цепи.Элементами линейных цепей постоянного тока являются линейные резисторы илинейные источники напряжения и тока.Резистор – элемент электрической цепи, предназначенный для использования егоэлектрического сопротивления.

Для линейного резистора зависимость напряжения и токаопределяется законом Ома: U=RI. Параметром резистивного элемента является значениесопротивления R [Ом]. В качестве параметра резистивного элемента может быть заданокак сопротивление R [Ом], так и величина ему обратная – проводимость G = 1/R [См].Зависимость напряжения от тока U(I) (вольт-амперная характеристика, ВАХ) длярезистора – прямая линия. Для линейного источника зависимость U(I) также описываетсяуравнением прямой.

Для идеальных источников напряжения и тока эти прямыепараллельны соответственно оси тока и оси напряжения. Обозначают идеальныйисточник напряжения E (часто называют «источник ЭДС»), идеальный источник тока J.Процессы в цепях, содержащих только линейные элементы, описываются припостоянных токах линейными алгебраическими уравнениями. При составлении уравненийнеобходимо задать условные положительные направления токов и напряжений вэлементах цепи.Основными законами электрической цепи являются законы Кирхгофа. Расчетэлектрических цепей можно проводить с помощью последовательно-параллельныхпреобразований пассивных двухполюсников (резистивных элементов).

Так, расчет цепи содним источником проводится приведением цепи к простейшей и использованию законаОма, «формулы разброса».Вводится расчетное понятие «входного сопротивления».Необходимо научиться определять напряжение на активно-пассивном участке цепи, токпри заданном напряжениипотенциальные диаграммы.(разностипотенциалов)научасткецепи,строитьЗадача 1.1. Найти показания идеальных амперметров, если R1=30 Ом, R2=60 Ом,E= 120 В.Решение. Выберем направление токов в ветвях в соответствии с подключениемприборов.1 способ. Так как приборы идеальные, то U1  I1R1 , U 2  I 2 R2 и E  U1  U 2 . ТогдаI1 E 120E 120 4 А, I 2  2 A.R1 30R2 60Ток I  I1  I 2  6 А.2 способ.

Так как приборы идеальные, резисторы R1 и R2 включены параллельно.Эквивалентное сопротивление R12 R1  R230  60 20 Ом.R1  R2 30  60Расчет тока в ветви с источником можно провести по закону Ома:IТокиI1  IвE 120 6 А.R12 20параллельныхветвяхможноопределитьпо«формулеR260R1306 4 А, I 2  I6 2 А.R1  R230  60R1  R230  60разброса»:Задача 1.2. Определить токи, если R1=10 Ом, R2=25 Ом, R3=100 Ом, U= 90 В.Решение. Резисторы R3 и R2 включены параллельно: R23 R2  R325  100 20R2  R3 25  100Ом. После преобразования R1 и эквивалентное R23 включены последовательно.Входное сопротивление Rвх может быть рассчитано какэквивалентное Rвх = R123  R1  R23 . Входной ток (ток в ветви систочником или заданным напряжением на входе)I1 ТокиI 2  I1вU90 3 А.R123 30параллельныхветвяхрассчитаемпоформулеразброса:R3100R2253 2,4 А, I 3  I13 0,6 А.R2  R325  100R2  R325  100Задача 1.3.

Для цепи задачи 1.1. выразить входное сопротивление, если амперметрынеидеальные: RА=15 Ом, RА1= RА2=30 Ом. Определить показания амперметров.Решение. При учете внутренних сопротивлений приборов расчетная схема имеет вид:ВходноесопротивлениеRвх= RA ( R1  RA1 )  ( R2  RA2 ). Ток на входе( R1  RA1 )  ( R2  RA2 )рассчитывается по закону Ома I= E/Rвх, токи в параллельных ветвях по «формулеразброса»: I1  I( R2  RA2 )( R1  RA1 ), I2  I.( R1  RA1 )  ( R2  RA2 )( R1  RA1 )  ( R2  RA2 )Численное решение получить самостоятельно.Задача 1.4. Для источника энергии, изображенного на рисунке, найти Uab при токенагрузки, равном 2 А и направленном:1) по направлению ЭДС; 2) против направления ЭДС.

Е = 2 В, Rвт = 0,02 Ом.Решение:1) Рассмотрим вариант при токе, направленном по ЭДС.По второму закону Кирхгофа или обобщенному закону Ома:U ab   I  RBT  E , U ab  2  0,02  2  1,96 В.2) Рассмотрим вариант при токе, направленном против ЭДС.По второму закону Кирхгофа или обобщенному закону Ома:U ab  I  RBT  E , U ab  2  0,02  2  2,04 В.Задача 1.5. Выразить ток I через напряжение U12 при заданных R1, R2, R3, E1 и E2.Приняв потенциал 2  0 определить потенциалы 1 , a , b , c , d .Решение.

Напряжение U12 по второму закону Кирхгофа может быть определено какалгебраическая сумма напряжений на отдельных участках.U12  IR1  E1  IR2  E2  IR3 , следовательно I U12  E1  E2.R1  R2  R3Если 2  0 , тоd  2  IR3  IR3 , c  d  E2  IR3  E2 ,b  c  IR2  IR3  E2  IR2 , a  b  E1  IR3  E2  IR2  E1 ,1  a  IR1  IR3  E2  IR2  E1  IR1 .Напряжение U12  1  2  IR3  E2  IR2  E1  IR1 .Задача 1.6. Определить ток I3, если R1=10 Ом, R2=20 Ом, R3=10 Ом, E2=100 В, U3=20 В.Решение. Заменим участок с напряжением U3 участком с идеальным источником ЭДС Е3.После преобразования схема цепи будет содержать два источника ЭДС.

Ток в ветви сидеальным источником находится как ток в короткозамкнутой ветви по первому законуКирхгофа. Выберем направление токов в первой и второй ветви (см. рисунок). Длянахождения токов в резисторах выберем контура, состоящие только из резистора иисточников ЭДС. Для таких контуров по закону ОмаI1 E3 20 2 А,R1 10I2 E2  E3 100  20 4 А.R220Тогда I 3  I 2  I1  2 А..

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов семинаров