Законы Ома и Кирхгофа Баланс мощностей Анализ электрических цепей в частотной области Параллельный колебательный контур Измерение разности фаз Правила составления узловых уравнений

Анализ электрических цепей Лекции и лабораторные работы

Поскольку термины «электромеханические» и «электронные» приборы не определены нормативными документами, в дальнейшем будем считать электромеханическими приборами такие, в конструкции которых нет электронных (электровакуумных, ионных или полупроводниковых) элементов. А приборы, содержащие такие элементы – электронными приборами. Показывающие приборы предусматривают считывание показаний, а регистрирующие – регистрацию результатов измерений.

Схемы замещения реальных элементов электрических цепей

При описании идеализированных пассивных элементов электрических цепей подчеркивалось, что каждый из этих элементов отражает только одну существенную особенность электромагнитных процессов, имеющих место в реальных элементах электрических цепей. Каждый из рассмотренных идеализированных элементов имеет в качестве «прототипа» реальный пассивный элемент: резистор, индуктивную катушку или конденсатор. В то же время отмечалось, что процессы в реальных элементах существенно сложнее, чем в идеализированных, в частности в каждом реальном элементе наряду с основным имеют место также другие, так называемые паразитные процессы. Вследствие, этого схемы замещения реальных элементов в общем случае состоят из идеализированных элементов различных типов.

На рис. 1.8 в качестве примера приведена схема замещения резистора, в которой наряду с основным элементом - сопротивлением токонесущего слоя R - содержатся паразитные элементы: сопротивление изоляции RИЗ, индуктивность токонесущего слоя LR, сопротивление контактов RK индуктивность выводов LB, сопротивление выводов RB и емкость между выводами СB.

Рис. 1.8. Схема замещения резистора

Вид эквивалентной схемы и параметры входящих в нее идеализированных элементов существенным образом зависят от конструкции реального элемента, технологии его изготовления и других факторов. Чем выше требуемая точность расчетов, тем более сложный вид будет иметь эквивалентная схема каждого элемента.

Следует отметить, что схемы замещения одного и того же элемента могут иметь различный вид в зависимости от рассматриваемого диапазона частот (рис. 1.9, 1.10).

Рис. 1.9. Упрощенные схемы замещения резистора (а), конденсатора (б) и индуктивной катушки (в)  

 Рис. 1.10. Эквивалентные схемы конденсатора для низких (а), средних (б) и высоких (в) частот Основы механики электропривода Электротехнические расчеты

Идеализированные активные элементы

Идеальный источник напряжения

Идеальный источник напряжения (источник напряжения, источник э.д.с.) представляет собой идеализированный активный элемент, напряжение на зажимах которого не зависит от протекающего через него тока. Напряжение u на зажимах источника напряжения равно электродвижущей силе е(t) и может быть произвольной функцией времени. В частном случае е(t) = Е_ может не зависеть от времени. Источник такого тина называется источником постоянного напряжения (источником постоянной э.д.с.).

Условное графическое обозначение источника напряжения приведено на рис. 1.11, а. Стрелка внутри кружка на рисунке указывает направление э.д.с. Для источников постоянного напряжения она направлена от зажима с меньшим потенциалом к зажиму с более высоким потенциалом, в то время как напряжение на внешних зажимах источника направлено от зажима с более высоким потенциалом к зажиму с меньшим потенциалом.

Внешней характеристикой любого источника электрической энергии называется зависимость напряжения на его зажимах от тока источника. Внешняя характеристика источника постоянного напряжения является прямой линией, параллельной оси токов (рис. 1.11, б).

Рис. 1.12. Идеальный источник напряжения с нагрузкой

Если подключить к зажимам источник э.д.с. сопротивление нагрузки RН (рис 1.12), то согласно (1.10), (1.11) ток, протекающий через RН, и выделяемая в нагрузке мощность окажутся соответственно равными:

i = u/RH = (1/RH)e(t); p = (1/RH)u2 = (1/RH)e2(t). (1.26)

 С уменьшением RН ток нагрузки и выделяемая в ней мощность неограниченно возрастает. Вследствие этого источник напряжения иногда называют источником бесконечной мощности.

Идеальный источник тока Идеальный источник тока (источник тока) - это идеализированный активный элемент, ток которого не зависит от напряжения на его зажимах.

Схемы замещения реальных источников Свойства реальных источников энергии значительно отличаются от свойств идеализированных активных элементов.

Управляемые источники тока и напряжения Идеальные источники тока и напряжения могут быть либо неуправляемыми (независимыми), либо управляемыми (зависимыми).

Топологическое описание электрических схем. Основные законы теории цепей.

Ветви электрической цепи нумеруют арабскими цифрами, начиная с единицы.

Топологические графы электрических цепей В общем случае граф есть совокупность отрезков произвольной длины и формы, называемых ветвями (рёбрами), и точек их соединения, называемых узлами (вершинами).

Магнитотвердые материалы применяют для изготовления постоянных магнитов. К ним относятся углеродистые, вольфрамовые, хромистые и кобальтовые сплавы. Ферромагнитные материалы играют важную роль в электротехнике, так как дают возможность при относительно небольших напряженностях получать сильные магнитные поля и конструировать электромагнитные устройства, обладающие заданными характеристиками. Ферромагнитные магнитопроводы используют во всех электрических машинах, трансформаторах, электромагнитах, реле и др.


Схемы замещения реальных элементов электрических цепей