Эквивалентные преобразования схем электрических цепей. Метод преобразования схем. Эквивалентное преобразование схемы при последовательном соединении элементов

Закон Ома – падение напряжения на элементе равно произведению величины сопротивления этого элемента на величину тока, протекающего через него.

Первый закон Кирхгофа – сумма токов, втекающих в узел, равна сумме токов, вытекающих из узла.

Второй закон Кирхгофа – в замкнутом контуре алгебраическая сумма напряжений источников электрической энергии равна алгебраической сумме падений напряжений на элементах контура. При обходе контура в произвольно выбранном направлении значения напряжений берутся с плюсом, если направление обхода контура и направления напряжений совпадают и берутся с минусом, если этого совпадения нет.

Расчет методом эквивалентного преобразования

Этот метод применяется для не очень сложных пассивных электрических цепей, такие цепи встречаются довольно часто, и поэтому этот метод находит широкое применение. Основная идея метода состоит в том, что электрическая цепь последовательно преобразуется ("сворачивается") до одного эквивалентного элемента, как это показано на рис. 1.13, и определяется входной ток. Затем осуществляется постепенное возвращение к исходной схеме ("разворачивание") с последовательным определением токов и напряжений.

Последовательность расчёта:

1. Расставляются условно–положительные направления токов и напряжений.

2. Поэтапно эквивалентно преобразуются участки цепи. При этом на каждом этапе во вновь полученной после преобразования схеме расставляются токи и напряжения в соответствии с п. 1.

3. В результате эквивалентного преобразования определяется величина эквивалентного сопротивления цепи.

4. Определяется входной ток цепи с помощью закона Ома.

5. Поэтапно возвращаясь к исходной схеме, последовательно находятся все токи и напряжения.

Рассмотрим этот метод на примере (рис. 1.15). В исходной схеме расставляем условно–положительные направления токов в ветвях и напряжений на элементах. Нетрудно согласиться, что под действием источника E с указанной полярностью направление токов и напряжений такое, какое показано стрелками. Для удобства дальнейшего пояснения метода, обозначим на схеме узлы а и б. При обычном расчете это можно не делать.

Затем, объединяя все последовательно соединенные элементы, завершаем эквивалентное преобразование схемы (рис. 1.15, в):

В последней схеме (рис. 1.15, в) находим ток I 1:

Теперь возвращаемся к предыдущей схеме (рис. 1.15, б). Видим, что найдCенный ток I 1 протекает через R 1 , R 2,3 , R 4 и создает на них падение напряжения. Найдем эти напряжения:

.Возвращаясь к исходной схеме (рис. 1.15, а), видим, что найденное напряжениеU аб прикладывается к элементам R 2 и R 3 .

Значит, можем записать, чтоU 2 = U 3 = U а,б

Токи в этих элементах находят из совершенно очевидных соотношений:

Итак, схема рассчитана.

расчет с помощью законов кирхгофа

Этот метод наиболее универсален и применяется для расчета любых цепей. при расчете этим методом первоначально определяются токи в ветвях, а затем напряжения на всех элементах. токи находятся из уравнений, полученных с помощью законов кирхгофа. так как в каждой ветви цепи протекает свой ток, то число исходных уравнений должно равняться числу ветвей цепи. число ветвей принято обозначать через n . часть этих уравнений записываются по первому закону кирхгофа, а часть – по второму закону кирхгофа. все полученные уравнения должны быть независимыми. это значит, чтобы не было таких уравнений, которые могут быть получены путем перестановок членов в уже имеющемся уравнении или путем арифметических действий между исходными уравнениями. при составлении уравнений используются понятия независимых и зависимых узлов и контуров. рассмотрим эти понятия.

независимым узлом называется узел, в который входит хотя бы одна ветвь, не входящая в другие узлы. если число узлов обозначим через к , то число независимых узлов равно (к –1). на схеме (рис. 1.16) из двух узлов только один независим.

независимым контуром называется контур, который отличается от других контуров хотя бы одной ветвью, не входящей в другие контура. в противном случае такой контур называется зависимым .

если число ветвей цепи равно n , то число независимых контуров равно [n – (к –1)].

в схеме (рис. 1.16) всего три контура, но только два независимых контура, а третий – зависим. выделять независимые контура можно произвольно, т. е. в качестве независимых контуров можно выбрать при первом расчете одни, а при втором расчете (повторном) – другие, которые раньше были зависимыми. результаты расчета будут одинаковыми.

если по первому закону кирхгофа составить уравнения для (к –1) независимых узлов, а по второму закону кирхгофа составить уравнения для [n – (к –1)] независимых контуров, то общее число уравнений будет равно:

(K –1) + [n – (K –1)] = n .

Это означает, что для расчёта имеется необходимое число уравнений.

Последовательность расчёта:

1. Расставляем условно – положительные направления токов и напряжений.

2. Определяем число неизвестных токов, которое равно числу ветвей (n ).

3. Выбираем независимые узлы и независимые контура.

4. С помощью первого закона Кирхгофа составляем (К –1) уравнений для независимых узлов.

5. С помощью второго закона Кирхгофа составляем [n – (К –1)] уравнений для независимых контуров. При этом напряжения на элементах выражаются через токи, протекающие через них.

6. Решаем составленную систему уравнений и определяем токи в ветвях. При получении отрицательных значений для некоторых токов, необходимо их направления в схеме изменить на противоположные, которые и являются истинными.

7. Определяем падения напряжений на всех элементах схемы.

Рассмотрим последовательность расчета на примере схемы, приведенной на рис. 1.16. Учитывая направление источника E , расставляем условно–положительные направления токов и напряжений. В схеме три ветви, поэтому нам необходимо составить три уравнения. В схеме два узла, следовательно, из них только один независимый. В качестве независимого узла выберем узел 1. Для него запишем уравнение по первому закону Кирхгофа:

I 1 = I 2 + I 3 .

Далее необходимо составить два уравнения по второму закону Кирхгофа. В схеме всего три контура, но независимых только два. В качестве независимых контуров выберем контур из элементов E –R 1 –R 2 и контур из элементов R 2 – R 3 . Обходя эти два контура по направлению движения часовой стрелки, записываем следующие два уравнения:

E = I 1 ,R 1 + I 2 R 2 ,

0 = – I 2 R 2 + I 3 R 3 .

Решаем полученные три уравнения и определяем токи в ветвях. Затем через найденные токи по закону Ома определяем падения напряжений на всех элементах цепи.

расчет методом контурных токов

Сложные схемы характеризуются наличием значительного числа ветвей. В случае применения предыдущего метода это приводит к необходимости решать систему из значительного числа уравнений.

Метод контурных токов позволяет заметно уменьшить число исходных уравнений. При расчёте методом контурных токов используются понятия независимого контура и зависимого контура, которые нам уже известны. Кроме них в этом методе используются ещё следующие понятия:

– собственный элемент контура – элемент, относящийся только к одному контуру;

– общий элемент контура – элемент, относящийся к двум и более контурам цепи.

Обозначаем, как и раньше, через К число узлов, а через n число ветвей цепи. Тогда число независимых контуров цепи определяется по уже известной формуле [n – (К –1)].

Метод основывается на предположении, что в каждом независимом контуре течёт собственный контурный ток (рис. 1.17), и вначале находят контурные токи в независимых контурах. Токи в ветвях цепи определяют через контурные токи. При этом исходят из того, что в собственных элементах контура токи совпадают с контурным током данного контура, а в общих элементах ток равен алгебраической сумме контурных токов тех контуров, к которым принадлежит данный элемент.

Последовательность расчёта:

1. Определяется число ветвей (n ) и число узлов (К ) цепи. Находится число независимых контуров [n – (К –1)].

2. Выбирается [n – (К –1)] не зависимых контура.

3. Выбирается условно–положительное направление контурных токов в каждом из независимых контуров (обычно показывается стрелкой).

4. Для каждого из независимых контуров составляется уравнение по второму закону Кирхгофа. При этом падение напряжения на собственных элементах определяется как произведение контурного тока на величину сопротивления, а на общих элементах – как произведение алгебраической суммы всех контурных токов, протекающих через данный элемент, на величину его сопротивления. Обход контура производится, как правило, в направлении собственного контурного тока.

5. Решается система из [n – (К –1)] уравнений и находятся контурные токи.

6. Токи в ветвях схемы находятся следующим образом:

– в собственных элементах контура ток равен контурному току;

– в общих элементах контура ток равен алгебраической сумме токов, протекающих через данный элемент.

Рассмотрим в общем виде применение этого метода для расчёта схемы, приведенной на рис. 1.17.

В этой схеме три ветви и два узла, следовательно, в ней только два независимых контура. Выбираем эти контура и показываем в них направления (произвольно) контурных токов I к1 и I к2 . Составляем два уравнения по второму закону Кирхгофа:

Решив эту систему уравнений, находим контурные токи I к 1 и I к 2 . Затем определяем токи в ветвях:

I 1 = I к 1 , I 3 = I к 2 , I 2 = I к 1 – I к 2 .

РАСЧЕТ МЕТОДОМ НАЛОЖЕНИЯ

Метод применяется для расчета цепей, содержащих несколько (два и более) источников электрической энергии. Подчеркнем, что этот метод применим для расчета только линейных цепей. Метод основывается на том положении, что в каждой ветви цепи ток равен алгебраической сумме токов, создаваемых каждым источником. Следовательно, необходимо определить токи, создаваемые каждым источником в отдельности, а затем их просуммировать с учетом направлений.

Последовательность расчета:

1. В электрической цепи оставляют только один источник ЭДС. Вместо исключенного источника ЭДС ставится или резистор, величина которого равна величине внутреннего сопротивления источника ЭДС, или перемычка, если внутреннее сопротивление источника равно нулю.

2. Определяются токи во всех ветвях, создаваемые этим источником ЭДС.

3. Оставляется в цепи следующий источник ЭДС, а с остальными поступают аналогично тому, как сказано в п. 1.

4. Определяются токи в цепи, создаваемые вторым источником ЭДС.

5. Аналогично поступают с оставшимися источниками.

6. Истинные токи в ветвях цепи определяются как алгебраическая сумма токов в этих ветвях, созданных каждым из источников.

Рассчитаем цепь, изображенную на рис. 1.18, методом наложения. Будем считать, что внутренние сопротивления источников ЭДС равны нулю.

В начале оставляем источник E 1 , а источник E 2 убирается и в место него ставится перемычка (рис. 1.18, б). В полученной схеме находим токи методом эквивалентного преобразования:

Затем оставляем только источник E 2 , а вместо E 1 ставится перемычка (рис. 1.18, в). В полученной схеме определяем токи в ветвях также методом эквивалентного преобразования:

Находим действительные токи в исходной схеме (рис. 1.18, а) алгебраическим суммированием найденных токов.

Ток I 1 равен разности тока I 11 и тока I 12:

I 1 = I 11 – I 12 .

Ток I 2 равен сумме токов I 21 и I 22 , т. к. они совпадают по направлению:

I 2 = I 21 + I 22 .

Ток I 3 равен разности тока I 32 и тока I 31:

I 3 = I 32 – I 31 .

2.2. Параллельное соединение элементов
электрических цепей

На рис. 2.2 показана электрическая цепь с параллельным соединением сопротивлений.

Рис. 2.2

Токи в параллельных ветвях определяются по формулам:

где - проводимости 1-й, 2-й и n-й ветвей.

В соответствии с первым законом Кирхгофа, ток в неразветвленной части схемы равен сумме токов в параллельных ветвях.

Эквивалентная проводимость электрической цепи, состоящей из n параллельно включенных элементов, равна сумме проводимостей параллельно включенных элементов.
Эквивалентным сопротивлением цепи называется величина, обратная эквивалентной проводимости

Пусть электрическая схема содержит три параллельно включенных сопротивления.
Эквивалентная проводимость

Эквивалентное сопротивление схемы, состоящей из n одинаковых элементов, в n раз меньше сопротивлений R одного элемента

Возьмем схему, состоящую из двух параллельно включенных сопротивлений (рис. 2.3). Известны величины сопротивлений и ток в неразветвленной части схемы. Необходимо определить токи в параллельных ветвях.

Рис. 2.3 Эквивалентная проводимость схемы

а эквивалентное сопротивление

Напряжение на входе схемы

Токи в параллельных ветвях

Аналогично

Ток в параллельной ветви равен току в неразветвленной части схемы, умноженному на сопротивление противолежащей, чужой параллельной ветви и деленному на сумму сопротивлений чужой и своей параллельно включенных ветвей.

2.3.Преобразование треугольника сопротивлений
в эквивалентную звезду
Встречаются схемы, в которых отсутствуют сопротивления, включенные последовательно или параллельно, например, мостовая схема, изображенная на рис. 2.4. Определить эквивалентное сопротивление этой схемы относительно ветви с источником ЭДС описанными выше методами нельзя. Если треугольник сопротивлений R1-R2-R3, включенных между узлами 1-2-3 заменить трехлучевой звездой сопротивлений, лучи которой расходятся из точки 0 в те же узлы 1-2-3, эквивалентное сопротивление полученной схемы легко определяется.

Рис. 2.4 Сопротивление луча эквивалентной звезды сопротивлений равно произведению сопротивлений прилегающих сторон треугольника, деленному на сумму сопротивлений всех сторон треугольника.
В соответствии с указанным правилом, сопротивления лучей звезды определяются по формулам:
Эквивалентное соединение полученной схемы определяется по формуле
Сопротивления R0 и Rλ1 включены последовательно, а ветви с сопротивлениями Rλ1 + R4 и Rλ3 + R5 соединены параллельно.
2.4.Преобразование звезды сопротивлений
в эквивалентный треугольник
Иногда для упрощения схемы полезно преобразовать звезду сопротивлений в эквивалентный треугольник.
Рассмотрим схему на рис. 2.5. Заменим звезду сопротивлений R1-R2-R3 эквивалентным треугольником сопротивлений RΔ1-RΔ2-RΔ3, включенных между узлами 1-2-3.

2.5. Преобразование звезды сопротивлений
в эквивалентный треугольник
Сопротивление стороны эквивалентного треугольника сопротивлений равно сумме сопротивлений двух прилегающих лучей звезды плюс произведение этих же сопротивлений, деленное на сопротивление оставшегося (противолежащего) луча. Сопротивления сторон треугольника определяются по формулам:

Эквивалентное сопротивление преобразованной схемы равно

НОВОСТИ ФОРУМА
Рыцари теории эфира 30.12.2019 - 19:19: -> - Карим_Хайдаров.
30.12.2019 - 19:18: -> - Карим_Хайдаров.
30.12.2019 - 16:46: -> - Карим_Хайдаров.
30.12.2019 - 14:54: -> - Карим_Хайдаров.
29.12.2019 - 16:19: -> - Карим_Хайдаров.
26.12.2019 - 07:09: -> - Карим_Хайдаров.
23.12.2019 - 07:44: -> - Карим_Хайдаров.
23.12.2019 - 07:39:

Транскрипт

1 Н.И.ДОБРОЖАНОВА, В.Н.ТРУБНИКОВА Расчет электрических цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований ПРАКТИКУМ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКИМ ОСНОВАМ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» Оренбург 00

2 ББК.я Д УДК..0.(0.) Рецензент кандидат технических наук, доцент Н.Ю.Ушакова Д Доброжанова Н.И., Трубникова В.Н. Расчет электрических цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований: Практикум по теоретическим основам электротехники. Оренбург: ГОУ ОГУ, с. Практикум предназначен для самостоятельной подготовки студентов по разделу «Цепи постоянного тока». Содержит примеры расчета цепей методом эквивалентных преобразований, а также задачи для самостоятельного решения. ББК.я Доброжанова Н.И., Трубникова В.Н., 00 ГОУ ОГУ, 00

3 Введение Основными законами, определяющими электрическое состояние любой электрической цепи, являются законы Кирхгофа. На основе этих законов разработан ряд практических методов расчета цепей постоянного тока, позволяющих сократить вычисления при расчете сложных схем. Существенно упростить вычисления, а в некоторых случаях и снизить трудоемкость расчета, возможно с помощью эквивалентных преобразований схемы. Преобразуют параллельные и последовательные соединения элементов, соединение «звезда» в эквивалентный «треугольник» и наоборот. Осуществляют замену источника тока эквивалентным источником ЭДС. Методом эквивалентных преобразований теоретически можно рассчитать любую цепь, и при этом использовать простые вычислительные средства. Или же определить ток в какой-либо одной ветви, без расчета токов других участков цепи. В данном практикуме по теоретическим основам электротехники рассмотрены примеры расчета линейных электрических цепей постоянного тока с использованием эквивалентных преобразований типовых схем соединения источников и потребителей энергии, приведены расчетные формулы, а также задачи для самостоятельного решения. Практикум предназначен для глубокой самостоятельной проработки и самоконтроля усвоения курса ТОЭ.

4 Расчет линейных электрических цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований. Примеры решения g Задача.. Для цепи (рисунок), определить эквивалентное сопротивление относительно входных за- жимов g, если известно: 0, Ом, Ом, 0 Ом, Ом, Ом, Ом, 0 Ом, 0 0 Ом. f d c Решение: Начнем преобразование схемы с ветви наиболее удаленной от источника, т.е. зажимов g Рисунок: Ом; 0 0 Ом; 0 0 Ом; Ом; Ом; Ом; э 0,0, Ом. Задача.. Для цепи (рисунок а), определить входное сопротивление если известно: 0 Ом) б) Рисунок

5 Решение: Исходную схему можно перечертить относительно входных зажимов (рисунок б), из чего видно, что все сопротивления включены параллельно. Так как величины сопротивлений равны, то для определения величины эквивалентного сопротивления можно воспользоваться формулой: э, n где величина сопротивления, Ом; n количество параллельно соединенных сопротивлений. 0 э 0 Ом. Задача.. Найти эквивалентное сопротивление цепи (рисунок а), которая образована делением нихромовой проволоки сопротивлением 0, Ом на пять равных частей и припайкой в полученных точках медных перемычек -, -, -. Сопротивлениями перемычек и переходных контактов пренебречь. а а а) б) Рисунок Решение: При сопротивлении проволоки 0, Ом и при условии равенства всех пяти частей, сопротивление каждого отдельного участка проволоки равно: 0, 0, 0 Ом. Обозначим каждый участок проволоки и изобразим исходную цепь эквивалентной схемой замещения (рисунок б). Из рисунка видно, что схема представляет собой последовательное соединение двух параллельно соединенных групп сопротивлений. Тогда величина эквивалентного сопротивления определится: 0, 0 0, 0 0, э 0, 0 Ом. Задача.. Определить эквивалентное сопротивление относительно зажимов, если 0 Ом (рисунок а).

6 Преобразуем соединение «треугольник» f d c в эквивалентную «звезду», определяем величины преобразованных сопротивлений (рису нок б): f, Ом По условию задачи величины всех сопротивлений равны, а значит:, Ом. f d c f f e e c d) б) Рисунок На преобразованной схеме получили параллельное соединение ветвей между узлами e, тогда эквивалентное сопротивление равно: e (c) (d) () () c d c (, 0) (, 0) (, 0) (, 0) d, Ом. И тогда эквивалентное сопротивление исходной схемы представляет последовательное соединение сопротивлений: 0,0 Ом. f e На примере данной схемы рассмотрим преобразование «звезда»- «треугольник». Соединение «звезда» с сопротивлениями, преобразуем в эквивалентный «треугольник» с сопротивлениями, и d (рисунок а): f fd Ом; Ом; 0 f fd

7 0 0 d Ом. 0 Затем преобразуем параллельные соединения ветвей с сопротивлениями fd и (рисунок б): d fd fd" Ом; 0 0 fd d 00 0 d " Ом. d 0 0 f f f fd d d) б) Рисунок Величина сопротивления f " определяется преобразованием параллельного соединения и (" "): f " f f f fd (fd" d") (" ") fd d d 0 0 f, fd, d (0 0) (0 0) 0 0 Ом. Тогда эквивалентное сопротивление представляет собой сумму сопротивлений и " : f экв f " 000 Ом. Задача.. В заданной цепи (рисунок а) определить входные сопротивления ветвей, c d и f, если известно, что: Ом, Ом, Ом, Ом, Ом, Ом, Ом, Ом. Решение: Для определения входного сопротивления ветвей исключают из схемы все источники ЭДС. При этом точки c и d, а также и f соединяются накоротко, т.е. внутренние сопротивления источников напряжения равны нулю.

8 б) cd f а) а а f e e d c c d f Рисунок Ветвь разрывают, и т.к. сопротивление, то входное сопротивление ветви равно эквивалентному сопротивлению схемы относительно точек и (рисунок б): 0 " Ом; "" Ом; "" " "" " Ом. Аналогично определяются входные сопротивления ветвей и. Причем, при вычислении сопротивлений учтено, что соединение накоротко точек и исключает из схемы сопротивления, в первом случае, и, во втором случае. cd f cd Ом f Ом. Задача.. Двенадцать отрезков провода одинаковой длины, сопротивления каждого отрезка равно Ом, спаяны таким образом, что они занимают положения ребер куба (рисунок а). К двум вершинам, лежащим

9 на одной диагонали куба припаяны еще два таких же отрезка. Определить эквивалентное сопротивление между свободными концами двух последних отрезков. Решение: Звезду с лучами -, -, - преобразуем в эквивалентный треугольник, сопротивление сторон которого определится (рисунок б): Ом; Ом; Ом. а а) а б) Рисунок Треугольники --; --, -- преобразуем в эквивалентные звезды, сопротивления лучей которых будут следующие (рисунок а): -- Ом; Ом; Ом; -- 0 Ом;

10 0 Ом; 0 Ом; -- Ом; Ом; Ом. В схеме (рисунок а) последовательно соединенные участки - и -0; - и -; - и -0; - и - заменим эквивалентными сопротивлениями соответственно (рисунок б): 0 0 Ом; Ом; 0 0 Ом; Ом. Тогда в полученной схеме (рисунок б), звезду с лучами -, -0, и - преобразуем в эквивалентный треугольник с сопротивлениями сторон (рисунок а): " Ом; 0 " Ом; " Ом. Далее звезду с лучами -, -0, - преобразуем в эквивалентное соединение треугольником с сопротивлениями сторон (рисунок б): " Ом; 0 " Ом;

11 0 " 0 0 Ом. 0 а а) -0-0 а б) Рисунок В схеме (рисунок б) параллельные участки заменяются эквивалентными (рисунок 0а), сопротивления которых: " 0"" 0 0 Ом; " "" 0 0 " "" Ом; " "" " 0"" 0 0 Ом. " "" а а) а б) Рисунок

12 В схеме (рисунок 0а), треугольник -0- преобразуем в эквивалентную звезду с лучами -, -0, - (рисунок 0б): 0 Ом; Ом; Ом а а а) б) Рисунок 0 Затем, преобразуя параллельное соединение участков между узлами и, схема рисунка 0б примет вид последовательного соединения участков -, -, - и -: (0 0) () () () Ом. () () () () 0 0 вх Ом. 0 Задача.. Используя метод преобразований определить параметры эквивалентной схемы (рисунок а), если 0 В, 0 В, J А, 0 Ом. Решение: Заменим параллельно соединенные ветви с источником тока J и сопротивлением эквивалентной ветвью с источником ЭДС (рисунок б): J 00 В. Затем преобразуем две параллельные активные ветви (рисунок в): 0 0 Ом; " 0 В; 0 0

13 экв Ом; " 000 В. экв, J а) б) в) Рисунок Решим задачу иначе. Воспользуемся формулой преобразования параллельных ветвей: J В; Ом; 0 0 экв 000 В. Задача.. В цепи (рисунок) определить токи, методом эквивалентных преобразований и составить баланс мощностей, если известно: Ом, 0 Ом, 0 Ом, 0 В. Решение: Эквивалентное сопротивление для параллельно включенных сопротивлений: Рисунок 0 0 Ом. 0 0 Эквивалентное сопротивление всей цепи: э Ом. Ток в неразветвленной части схемы: э 0 А. Напряжение на параллельных сопротивлениях: 0 В. Токи в параллельных ветвях:

14 0 0 А; 0 0 А. Баланс мощностей: 000 Вт; P ист P потр Вт. Задача.. В цепи (рисунок а), определить показания амперметра, если известно: Ом, 0 Ом, 0 Ом, 0 Ом; 0 Ом, 0 Ом, В. Сопротивление амперметра можно считать равным нулю. А Е э А Е А) б) Рисунок Решение: Если сопротивления, заменить одним эквивалентным э, то исходную схему можно представить в упрощенном виде (рисунок б). Величина эквивалентного сопротивления: э Ом Преобразовав параллельное соединение сопротивлений э и схемы (рисунок б), получим замкнутый контур, для которого по второму закону Кирхгофа можно записать уравнение: э, э откуда ток: А. э э

15 Напряжение на зажимах параллельных ветвей выразим из уравнения по закону Ома для пассивной ветви, полученной преобразованием э и: э. э Тогда амперметр покажет ток: 0 A А. 0 0 э Задача..0 Методом эквивалентных преобразований определить все токи в схеме (рисунок а), если 0 В, 0 В, 0 В, 0 Ом. Решение: Сначала преобразуем исходную схему до одного контура, и определим ток в неразветвленной части. Для этого определим величины эквивалентных сопротивлений и эквивалентных ЭДС (рисунок б): 0 0 Ом; Ом; В; В. 0 0 Составим уравнения по второму закону Кирхгофа для данного контура: - - а) б) Рисунок (),

16 тогда А. Определим напряжения на зажимах параллельных ветвей - и - по закону Ома: 0 0 В 0 0 В Определим токи ветвей: А; А; 0 0 А; 0 0 А. Задачи.. Определить токи ветвей схемы (рисунок а), если Ом, J А, Ом. Решение: Преобразуем «треугольник» сопротивлений, в эквивалентную «звезду», (рисунок б) и определим величины полученных сопротивлений: Ом; Ом; Ом. Преобразуем параллельное соединение ветвей между узлами и. () () () () () (), Ом.

17 Ток в контуре, полученном в результате преобразований, считаем равным току источника тока J, и тогда напряжение: J В., J J а) б) Рисунок И теперь можно определить токи и: А; А; Возвращаясь к исходной схеме, определим напряжение из уравнения по второму закону Кирхгофа: В. 0 Тогда ток в ветви с сопротивлением определится: 0, А. Величины оставшихся неизвестными токов можно определить из уравнений по первому закону Кирхгофа для узлов и: 0 J 0, А; -, А. 0 J Задача.. Методом эквивалентных преобразований найти ток 0 (рисунок а), если 0 0 В, 0 В, Ом, 0 Ом. Решение: Для преобразования активной «звезды» введем дополнительные узлы, и. Образовавшуюся пассивную «звезду» преобразуем в пассивный «треугольник» (рисунок б), сопротивления которого равны: Ом;

18 Ом; Ом) б) Рисунок Перенесем источники ЭДС через дополнительные узлы (рисунок а) и определим параметры эквивалентных источников ЭДС а) б) Рисунок Очевидно, что при одинаковых значениях ЭДС и их разнонаправленности, величины эквивалентных источников ЭДС равны нулю. Полученный пассивный «треугольник» преобразуем с «треугольником» (рисунок б): Ом; Ом;

19 Ом. Заменяем соединение полученных сопротивлений одним эквивалентным: () () эк Ом. () Для образовавшегося контура запишем уравнение по второму закону Кирхгофа, из которого выразим ток 0: 0 0 А. 0 эк эк Задача.. Используя метод эквивалентных преобразований схемы (рисунок а) определить ток 0, если 0 0 В, 0 В, 0 В, Ом, Ом J) б) Рисунок Решение: В активной ветви «треугольника» сопротивлений - - преобразуем источник ЭДС в эквивалентный источник тока (рисунок б): 0 J А. Полученный пассивный «треугольник» сопротивлений преобразуем в «звезду». Величины полученных сопротивлений, в силу равенства величин исходных сопротивлений, будут равны: Ом.

20 Затем ветвь с источником тока между узлами и заменяем двумя, включенными параллельно с сопротивлениями и, и преобразуем в источники ЭДС (рисунок а): J 0 В; J 0 В. Преобразуем параллельные ветви между узлами и (рисунок б): эк () () () () Ом; () () () () 0 () 0 () эк 0 В эк эк) б) Рисунок Для полученного контура запишем уравнение по второму закону Кирхгофа: откуда выразим ток 0: 0 (эк) 0 эк 0 0 () 0 эк эк А.

21 . Задачи для самостоятельного решения Задача.. Для цепи (рисунок 0), определить входное сопротивление (эквивалентное) относительно входных зажимов, если известно: 0 Ом, 0 Ом Задача.. Для цепи (рисунок), найти входное сопротивление, если известно: Ом, 0 Ом, Ом, Ом, Ом, Ом, Ом. c c d Рисунок 0 Рисунок Задача.. Определить эквивалентное сопротивление цепи (рисунок) между зажимами B и D, если Ом, Ом. Задача.. Определить токи и напряжения на отдельных участках схемы (рисунок), если напряжение на входе 0 В, а сопротивления участков схемы: 0, Ом, 0 Ом, Ом D A C B Рисунок Рисунок Задача.. Найти ток в сопротивлении (рисунок), если: 00 В, Ом, 0 Ом, 0 Ом, Ом. Задача.. Определить величину сопротивления (рисунок), если Ом, показания амперметров A А, A А.

22 А А Рисунок Рисунок Задача.. Используя метод преобразования определить параметры эквивалентной схемы экв, экв, если 0 В, 0 В, 0 В, 0 Ом, 0 Ом (рисунок). Задача.. Найти напряжение на зажимах источника тока J 0 А (рисунок), если: Ом, Ом. экв экв J Рисунок Рисунок Задача.. Используя преобразование цепи найти ток и напряжение, если: 0 В, 0 В, 0 В, 0 Ом (рисунок). Задача..0 Методом эквивалентных преобразований определить ток (рисунок), если: 0 В, 0 В, 0 В, J А, 0 Ом, Ом, Ом. J Рисунок Рисунок

23 Задача.. В цепи (рисунок 0) ЭДС источника питания В, сопротивления ветвей равны:, Ом;, Ом;, Ом; Ом; Ом. Определить токи во всех ветвях цепи двумя способами: а) преобразованием звезды сопротивлений - - в эквивалентный треугольник; б) преобразованием одного из треугольников сопротивлений в эквивалентную звезду. Задача.. Цепь (рисунок) присоединена к сети с постоянным напряжением 0 В. ЭДС и внутренние сопротивления источников следующие: 00 В, 0 В, 0 0, Ом, 0 0, Ом. Значения сопротивлений в ветвях:, Ом, Ом, 0, Ом. Определить показание вольтметра, токи во всех ветвях и составить баланс мощностей. _ V Рисунок 0 Рисунок Задача.. В цепи (рисунок) ЭДС источников питания равны 0 В, 0 В, а сопротивления ветвей Ом; Ом;, Ом, Ом. Определить ток в ветви с сопротивлением методом эквивалентных преобразований. Задача.. В цепи (рисунок) известны значения 00 В и сопротивлений ветвей Ом. Определить показания ваттметра W для четырех случаев: а) ключи K, K, K разомкнуты; б) ключ K замкнут, K и K разомкнуты; в) ключи K, K замкнуты, K разомкнут; г) ключи K, K, K замкнуты. K W K Рисунок Рисунок K

24 Задача.. В цепи (рисунок) известны значения тока источника тока J ма с внутренней проводимостью g0 0 См и проводимости двух параллельно включенных потребителей g 0 См и g 0 См. Определить токи 0, параметры эквивалентного источника напряжения. Задача.. Определить напряжения ed, ec, cd и токи в ветвях цепи (рисунок), если 0 А, Ом, Ом, Ом, Ом. J 0 e c g g g 0 c d Рисунок Рисунок f

25 Cписок использованных источников Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учеб. для вузов /Л.А. Бессонов. 0-е изд. М.: Гардарики, 000. с.: ил. Гольдин О.Е. и др. Программированное изучение теоретических основ электротехники: Учебное пособие. /О.Е.Гольдин, А.Е.Каплянский, Л.С.Полотовкский. М: Высшая школа,. с.: ил. Сборник задач и упражнений по теоретическим основам электротехники: Учебное пособие для вузов. /Под ред. П.А. Ионкина. М.: Энергоиздат,. с.: ил. Сборник задач по теоретическим основам электротехники: Учебное пособие для вузов. /Под ред. Л.А. Бессонова. -е изд., переработ. и доп. М.: Высшая школа, 0. с.: ил Сборник задач по теоретическим основам электротехники: Учеб. пособие для вузов /Под ред. Л.А. Бессонова. -е изд., переработ. и доп. М.: Высшая школа,. с.: ил. Репьев Ю.Г., Семенко Л.П., Поддубный Г.В. Теоретические основы электротехники. Теория цепей. Краснодар: Краснодарский политехнический институт, 0. с. Огорелков, Б.И. Методические указания к РГЗ по ТОЗ. Анализ установившихся процессов в электрических цепях постоянного тока /А.Н.Ушаков, Н.Ю.Ушакова, Б.И.Огорелков. Оренбург: ОрПтИ,. с. Методы расчета электрических цепей постоянного тока: Методические указания /Б.И.Огорелков, А.Н.Ушаков, Н.Ю.Ушакова. Оренбург: ОрПтИ, 0.-с.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» Кафедра теоретической и общей электротехники

Расчет электрических цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований Основными законами, определяющими электрическое состояние любой электрической цепи, являются законы Кирхгофа. На основе

РГР Расчет электрической цепи постоянного тока. Основные законы цепей постоянного тока Постоянный ток - электрический ток, не изменяющийся во времени ни по силе, ни по направлению. Постоянный ток возникает

Министерство образования Российской Федерации Московский государственный горный университет Кафедра электротехники РАСЧЕТ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА Методические указания к самостоятельной работе по ТОЭ для

Лекция профессора Полевского ВИ () Основные законы электрических цепей Эквивалентные преобразования электрических схем Цель лекции: ознакомиться с основными законами и эквивалентными преобразованиями в

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Оренбургский государственный университет Кафедра теоретической и общей электротехники В.Н.ТРУБНИКОВА, В.Б.ФАТЕЕВ Электрические цепи однофазного синусоидального

Настоящие методические указания входят в цикл работ, предназначенных для более углубленной проработки теории электрических цепей как одной из значимых базовых дисциплин в процессе подготовки бакалавров

На рисунке изображена схема сложной цепи постоянного тока. 6 6 E E Рис. Заданы следующие значения сопротивлений и ЭДС: = 0 Ом; = 0 Ом; = Ом; = Ом; = 0 Ом; 6 = 0 Ом; E = 0 В; E = 0 В. Требуется:. Составить

Практичні заняття з дисципліни «Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка» Практическое занятие 1 Расчет сложных электрических цепей постоянного тока с одним источником энергии Цель занятия

4 Лекция. АНАЛИЗ РЕЗИСТИВНЫХ ЦЕПЕЙ План. Задача анализа электрических цепей. Законы Кирхгофа.. Примеры анализа резистивных цепей. 3. Эквивалентные преобразования участка цепи. 4. Заключение. Задача анализа

Министерство образования и науки Российской Федерации КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРТЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра ТОЭ ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к типовому расчету «РАЗВЕТВЛЕННАЯ ЦЕПЬ ПОСТОЯННОГО

4 Лекция АНАЛИЗ РЕЗИСТИВНЫХ ЦЕПЕЙ План Задача анализа электрических цепей Законы Кирхгофа Примеры анализа резистивных цепей 3 Эквивалентные преобразования участка цепи 4 Выводы Задача анализа электрических

ПГУПС Лабораторная работа 6 «Исследование электрической цепи постоянного тока методом эквивалентного источника» Выполнил Круглов В.А. Проверил Костроминов А.А. Санкт-Петербург 2009 Оглавление Оглавление...

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Южно-Уральский государственный университет Кафедра Теоретические основы электротехники. () В. Н. Непопалов Расчет линейных электрических цепей постоянного

Федеральное агентство по образованию Уральский государственный технический университет УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина В.В. Муханов, А.Г. Бабенко РАСЧЕТ СЛОЖНЫХ ЦЕПЕЙ Учебное электронное

ТИПОВОЙ РАСЧЁТ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Вариант Красняков А.М. МИРЭА, 2007 Рис.. Исходная схема.. Упростить схему (рис.), заменив последовательно и параллельно соединённые резисторы четвёртой

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина Специализированный учебно-научный центр Летняя школа 2019 Физика Разбор задач и критерии проверки Задача 1.Найти сопротивление

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 1.1. Электрическая цепь, ее элементы и параметры Основные электротехнические устройства по своему назначению подразделяются на устройства, генерирующие электрическую

Глава 3 Переменный ток Теоретические сведения Большая часть электрической энергии вырабатывается в виде ЭДС, изменяющейся во времени по закону гармонической (синусоидальной) функции Источниками гармонической

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана В.И. Волченсков, Г.Ф. Дробышев РАСЧЕТ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана Московский государственный

Лекция 6 Раздел 2: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА Тема 2.3: РАЗВЕТВЛЕННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА План лекции: 1. Понятие разветвленной электрической цепи. 2. Параллельное соединение пассивных

Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» Кафедра теоретической и

Задача 1 Для заданной схемы необходимо: 1) составить на основании законов Кирхгофа систему уравнений для расчета токов во всех ветвях схемы; 2) определить токи во всех ветвях методом контурных токов; 3)

1.5 Метод эквивалентного генератора. Теоретические сведения. Метод позволяет вычислить ток только в одной ветви. Поэтому расчет повторяется столько раз, сколько ветвей с неизвестными токами содержит схема.

СОДЕРЖАНИЕ Задание Расчет линейных электрических цепей синусоидального тока... Задача.... Задача....6 Задача....9 Задание Трехфазные электрические цепи...0 Задача....0 Задание Переходные процессы в линейных

1.6. Метод наложения. Теоретические сведения. При расчете этим методом используется принцип наложения (или принцип суперпозиции), который справедлив для всех линейных цепей: ток в любой ветви может быть

Московский физико-технический институт Эквивалентные преобразования электрических цепей. Методическое пособие по подготовке к олимпиадам. Составитель: Паркевич Егор Вадимович Москва 2014 Введение. В электротехнике

БИЛЕТ 1 Определите токи в ветвях схемы и режимы работы обоих источников питания. Составьте баланс мощностей. Сопротивления заданы в (Ом). Определите параметры двухполюсника по показаниями приборов. ра

Кировское областное государственное профессиональное образовательное бюджетное учреждение «Кировский авиационный техникум» Рассмотрено цикловой комиссией электротехнических специальностей Протокол 4 от

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ, ИНФОРМАЦИИ И БИЗНЕСА КАФЕДРА АИС ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПАССИВНЫХ УЧАСТКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ Методические указания к практическому

Pdf - файл pitf.ftf.nstu.ru => Преподаватели => Суханов И.И. Лабораторная работа 11 Изучение работы источника постоянного тока Цель работы для цепи «источник тока с нагрузкой» экспериментально получить

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра автоматизации производственных процессов ГГ Ордуянц СП Санников ВЯ Тойбич КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА методические

ЛЕЦИЯ Принципы, используемые при анализе линейных цепей продолжение. стр. 4-0. Принцип замещения. Любой двухполюсник может быть замещен идеальным источником тока и напряжения. При этом напряжение на

Рис.1 - исходная схема E 1 =1 В J 1 =4 А E 4 =5 В J 5 =7 А Расчёт токов методом преобразования Преобразуем источник напряжения E 4, в источник тока J 34: J 34 = E 4 /(R 3 + R 4) = (5/ (68 + 37) =.476

Варианты контрольных работ Вариант 1 U = 50 B Сопротивления заданы в Омах. Определите ток I. Сопротивления заданы в Омах. Определите R вх. Сопротивления заданы в Омах. Амперметр показывает 1 А. Определите

Измерение мощности и работы тока в электрической лампе. Цель работы: Научиться определять мощность и работу тока в лампе. Оборудование: Источник тока, ключ, амперметр, вольтметр, лампа, секундомер. Ход

1 Практическое занятие 2 Трёхфазные трёхпроводные и четырехпроводные электрические цепи Трёхфазная четырёхпроводная система питания потребителей электроэнергии, широко распространённая в низковольтных

Дано: 3 4 5 6 7 8 50 B 0 B 45 B 30 B 40 B 5 0 J 4 A I A B B R R R 3 8 8 Ом 6 Ом 3 Ом R4 4 R5 7 R6 4 Ом Ом Ом R7 Ом R 4 Ом Решение:. Запишем по законам Кирхгофа систему уравнений для определения неизвестных

Л. А. Потапов ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ. СБОРНИК ЗАДАЧ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ АКАДЕМИЧЕСКОГО БАКАЛАВРИАТА -е издание, исправленное и дополненное Рекомендовано Учебно-методическим отделом высшего

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Оренбургский государственный университет Кафедра теоретической и общей электротехники С.Н.БРАВИЧЕВ Л.В.БЫКОВСКАЯ ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО И

Котов В.Л., Бурков В.М., Фролов А.Н., Донцов М.Г., Шмуклер М.В. Электротехника и электроника Сборник задач по электротехнике E R 5 R с R a Пр1 А R 4 Пр2 R в Пр3 В С u i i L i C X к Х С Иваново 2007 Министерство

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА»

Расчетно-графическая работа 1 Расчет цепей с источниками постоянных воздействий Пример решения: Дано: N M 3 4 5 6 7 Решение: 1 1) По заданному номеру варианта изобразим цепь, подлежащую расчету, выпишем

ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА Задание 1. Для электрической схемы, соответствующей номеру варианта и изображенной на рис. 1.1 1.20, выполнить следующее: 1. Упростить схему, заменив последовательно

Лекция профессора Полевского В.И. () Расчет разветвленных линейных электрических цепей постоянного тока с несколькими источниками энергии. Цель лекции: ознакомиться с основными методами расчета разветвленных

УДК 6.3.0(07) ББК 3.я73 И8 Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Теоретические основы электротехники» подготовлен в рамках инновационной образовательной программы «Создание инновационного

ЗАДАЧА РАСЧЕТ НЕСИММЕТРИЧНОЙ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ Для электрической цепи рис, выполнить следующее: Определить все токи, напряжения и мощности на всех элементах цепи Составить баланс активных мощностей 3 Построить

Конспект лекций по дисциплине «Основы теории цепей» Автор: Ст. преподаватель кафедры СС и ТС Никифорова Н.М. ЛЕКЦИЯ Преобразования электрических схем. Теоремы (стр).). Принцип эквивалентности. Принцип

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра Электротехника РАСЧЕТ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА Методические указания к выполнению семестрового

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЕВА (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» БАНК АТТЕСТАЦИОННЫХ

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ТЕОРЕТИЧЕСКИ Х

Часть 1. Линейные цепи постоянного тока. Расчёт электрической цепи постоянного тока методом свертывания (метод эквивалентной замены) 1. Теоретические вопросы 1.1.1 Дайте определения и объясните различия:

Федеральное агентство по образованию РФ Ухтинский государственный технический университет 4 Измерение сопротивления на постоянном токе Методические указания к лабораторной работе для студентов всех специальностей

ФОРМА ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА Министерство образования и науки РФ Новосибирский государственный технический университет Кафедра ТОЭ ОТЧЕТ по лабораторной работе (полное наименование работы) Работа выполнена (дата

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Метод контурных токов (МКТ) и метод узловых напряжений (МУН). Цель работы. Усвоение таких понятий методов контурное сопротивление, взаимное сопротивление контуров, как контурная эдс, узловой ток, собственная

Лекция 20 4 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА Основа всей электротехники постоянный ток. Усвоив основные понятия и законы постоянного тока, методы расчета электрических и магнитных цепей, несложно понять

Итоговый тест, ЭЛЕКТРОРАДИОТЕХНИКА Ч., ОДО/ОЗО (46). (60c.) Укажите правильную формулу закона Ома для участка цепи I) r I) r I) I 4). (60c.) Укажите правильную формулировку закона Ома для участка цепи

Глава 2. Методы расчета переходных процессов. 2.1. Классический метод расчета. Теоретические сведения. В первой главе были рассмотрены методы расчета цепи, находящейся в установившемся режиме, то есть

Дано: Сформируем индивидуальную схему: E J E E 1 2 4 6 20 B 12 A 15 B 14 B E1 G G 2 3 4 5 7 015 См 70 Ом 60 Ом 40 Ом 023 См 3 E4 E6 5 Примем: 2 7 66, 667 Ом 015 43, 478 Ом 023 Выберем направления токов

Министерство образования и науки Российской Федерации РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА имени И.М. ГУБКИНА Кафедра теоретической электротехники и электрификации нефтяной и газовой промышленности

К Задача. Вход y 3 = К вых Выход вых y-параметры системы, заданы в сименсах. Известно, что в течение с после замыкания ключей система и нагрузка потребили 6 Дж энергии. Определить ток источника (уравнения

Методы расчета сложных линейных электрических цепей Основа: возможность составления и решения систем линейных алгебраических уравнений - составляемых либо для цепи постоянного тока, либо после символизации

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный

1.3. Метод эквивалентных преобразований. Теоретические сведения. Преобразование последовательно соединенных элементов. Элементы соединены между собой последовательно, если между ними отсутствуют узлы и

Анализ любой электрической цепи начинается с построения ее модели, которая описывается схемой замещения.

В электрических схемах различают следующие простейшие соединения пассивных элементов: последовательное, параллельное, соединение в виде треугольника и в виде трехлучевой звезды. Прежде чем начинать анализ схемы, желательно проводить предварительные эквивалентные преобразования схемы. Суть таких преобразований состоит в замене некоторой части схемы другой, эквивалентной ей в электрическом отношении, но с более удобной для расчета структурой. Чаще других используют два вида таких преобразований: замену последовательно и параллельно соединенных элементов одним эквивалентным; преобразование трехлучевой звезды в треугольник и обратно.

Эквивалентное сопротивление последовательно соединенных элементов равно арифметической сумме их сопротивлений:

. (1.26)

Эквивалентная проводимость параллельно соединенных резистивных элементов равна арифметической сумме их проводимостей:

. (1.27)

При преобразовании треугольника (рис.1.14) в звезду (рис.1.15) при заданных сопротивлениях сторон треугольника RАБ, RБВ, RBA определяются эквивалентные сопротивления лучей звезды RA, RБ, RB.

Рис. 1.14. Схема цепи – треугольник

Рис. 1.15. Схема цепи – звезда

Эквивалентные сопротивления лучей звезды равны:

При преобразовании звезды в эквивалентный треугольник при заданных RA, RБ, RB эквивалентные сопротивления определяются следующим образом.

Электрические цепи считают простыми, если они содержат только последовательное или только параллельное соединение элементов.

Участок цепи, содержащий и параллельное, и последовательное соединение элементов называют сложным или участком со смешанным соединением элементов.

Преобразования электрических цепей считают эквивалентными, если при их выполнении напряжения и токи на интересующих нас участках не изменяются.

При преобразовании сложных электрических цепей пользуются последовательным методом, то есть последовательно преобразуют участки цепи, имеющие простое соединение элементов.

4.3.1. Эквивалентное преобразование схемы при последовательном соединении элементов

Рассмотрим комплексную схему замещения электрической цепи, состоящей из последовательного соединения отдельных элементов (рис. 4.6). Данная цепь представляет собой контур, у которого через все элементы протекает общий для всех элементов ток. Эквивалентно преобразуем схему к одному элементу, но так чтобы напряжение и ток на выводах схемы сохранили свои значения. Это возможно, когда сопротивление исходной цепи и эквивалентной цепи одинаковы. На основании закона Ома и второго закона Кирхгофа в комплексной форме можно записать уравнение электрического равновесия

Напряжение и ток для обеих схем одинаковы, когда

Вывод. При эквивалентном преобразовании, при последовательном соединении элементов их комплексные сопротивления складываются.

1) Эквивалентное преобразование сопротивлений

Рассмотрим электрическую цепь схема, которой приведена на рис.4.7. Эквивалентно преобразуем сопротивления R 1 и R 2 к одному сопротивлению R экв.

Учитывая, что Z R =R, и соотношение полученное выше, получим R экв =R 1 +R 2 .

2) Эквивалентное преобразование емкостей.

Рассмотрим электрическую цепь схема, которой приведена на рис.4.8. Эквивалентно преобразуем емкости С 1 и С 2 к одной эквивалентной емкости С экв.

Учитывая, что Z С =1/(jωC), и соотношение полученное выше, получим

3) Эквивалентное преобразование индуктивностей

Рассмотрим электрическую цепь схема, которой приведена на рис.4.9 . Эквивалентно преобразуем индуктивностиL 1 и L 2 к одной эквивалентной индуктивности L экв.

Учитывая, что Z L =jωL, и соотношение полученное выше, получим L экв =L 1 +L 2 .

4.3.2. Эквивалентное преобразование схемы при параллельном соединении элементов

Рассмотрим комплексную схему замещения электрической цепи, состоящей из параллельного соединения отдельных элементов (рис. 4.10). Данная цепь содержит два узла, между которыми включены все элементы. Общим для всех элементов является напряжение на них. Эквивалентно преобразуем схему к одному элементу, но так чтобы напряжение и ток на выводах схемы сохранили свои значения. Это возможно, когда сопротивление исходной цепи и эквивалентной цепи одинаковы. На основании закона Ома и первого закона Кирхгофа в комплексной форме можно записать уравнение электрического равновесия

I=I 1 +I 2 +…+I n , или (U/Z экв) = (U/Z 1) + (U/Z 2) + …(U/Z n) .

Отсюдаследует, что

(1/Z экв) = (1/Z 1) + (1/Z 2) + … +(1/Z n), или Z экв = 1/[(1/Z 1) + (1/Z 2) + … +(1/Z n)].

Учитывая, (1/Z ) = Y – комплексная проводимость элемента, можно записать, что

Y экв = Y 1 + Y 2 + … + Y n .

Вывод. При эквивалентном преобразовании, при параллельном соединении элементов их комплексные проводимости складываются.