- •2. Источники эдс и источники тока и их внешние характеристики.
- •4. Расчет сложных электрических цепей методом уравнений Кирхгофа.
- •5. Расчет сложных электрических цепей методом контурных токов.
- •6. Расчет сложных электрических цепей методом узловых потенциалов.
- •7. Расчет параллельных электрических цепей методом двух узлов.
- •8. Параметры синусоидального тока и их отображение на временной диаграмме. Угол сдвига фаз.
- •9. Катушка индуктивности в цепи переменного тока. Индуктивное сопротивление. Фазовые соотношения между напряжением и током.
- •10. Конденсатор в цепи переменного тока. Емкостное сопротивление. Фазовые соотношения между напряжением и током.
- •12. Изображение синусоидальных электрических величин в комплексной форме. Комплексные амплитуды и комплексы электрических величин. Векторные диаграммы электрических величин на комплексной плоскости.
- •14. Последовательная цепь r, l на переменном токе: векторная диаграмма тока и напряжений, треугольник напряжений. Закон Ома в комплексной форме.
- •15. Последовательная цепь r, c на переменном токе: векторная диаграмма тока и напряжений, треугольник напряжений. Закон Ома в комплексной форме.
- •16. Последовательная цепь r, l, c на переменном токе: векторная диаграмма тока и напряжений. Реактивное сопротивление цепи. Резонанс напряжений.
- •17. Разветвленные электрические цепи переменного тока: комплексная проводимость последовательной ветви r, l, треугольник проводимостей, эквивалентная параллельная схема с проводимостями.
- •18. Параллельная электрическая цепь из конденсатора и катушки индуктивности: эквивалентная параллельная схема, векторная диаграмма токов. Резонанс токов.
- •20. Коэффициент мощности. Повышение коэффициента мощности компенсацией сдвига фаз.
- •23. Гармонический анализ несинусоидального периодического тока: разложение в тригонометрический ряд, параметры гармоник, параметры несинусоидального тока.
- •25. Уравнения четырехполюсника в разных формах. Экспериментальное определение коэффициентов четырехполюсника формы а из опытов холостого хода и короткого замыкания.
- •26. Уравнения длинной линии с потерями в показательной форме. Коэффициент отражения.
- •27. Расчет переходных процессов классическим методом: определение независимых условий, составление характеристического уравнения его решение, определение постоянных интегрирования.
- •28. Расчет переходных процессов операторным методом: операторная схема, операторные изображения электрических величин и параметров цепей, переход к функции времени по формуле разложения.
- •30. Графические методы расчета последовательных нелинейных электрических цепей постоянного тока.
- •31. Графические методы расчета параллельных нелинейных электрических цепей методом двух узлов.
- •33. Расчет последовательной магнитной цепи.
- •34. Расчет параллельной магнитной цепи методом двух узлов.
Дисциплина «ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ»
СОДЕРЖАНИЕ
1. Основные понятия, параметры и законы электрических цепей: элементы электрических цепей и их параметры; условные графические обозначения параметров; схемы замещения и топологические понятия: ветвь, узел, контур; законы Ома и Кирхгофа
- Электрическая цепь – совокупность электрических элементов, соединенных проводниками, в которой имеется источник электроэнергии и протекает электрический ток.
- Резистивные элементы – элементы, потребляющие активную электроэнергию, (R, [Ом]) - ,- модель;
- Индуктивный элемент – катушки индуктивности, трансформаторы, дроссели, (L, [Гн]) - ,,- модель;
- Емкостные элементы – конденсаторы, линии электропередач, (С, [Ф]), ,- модель;
- Электрический ток – направленное движение электрических зарядов, (I, [A]), ;
- Напряжение – разность потенциалов между двумя точками цепи, (U, [B]), ,;
- Схема замещения эл. цепи – изображение элементов эл. цепи с помощью УГО линий вместо проводников;
- Ветвь – участок эл. цепи, где протекает ток одной величины;
- Узел – точка схождения более чем двух узлов;
- Контур – замкнутый участок цепи;
- закон Ома для участка цепи: ;
- закон Ома для участка цепи с ЭДС: ;
- I-й закон Кирхгофа: сумма всех токов, сходящихся в любом узле электрической цепи, равна нулю - ;
- II-й закон Кирхгофа: алгебраическая сумма электродвижущих сил какого либо замкнутого контура электрической цепи равна алгебраической сумме падений напряжений в нем - ;
2. Источники эдс и источники тока и их внешние характеристики.
- источник ЭДС – источник с неизменной ЭДС, ,- внешняя характеристика, реальный источник ЭДС имеет внутреннее сопротивление -,;
- источник тока – источник с постоянным значением тока в независимости от нагрузки, ,, реальный источник тока,.
3. Преобразование схем: с последовательным, параллельным и смешанным соединением элементов. Преобразование треугольника сопротивлений в звезду сопротивлений и обратно – из звезды сопротивлений – в треугольник сопротивлений.
- последовательное - ;
- параллельное - ;
- Δ→Y - ; ;;
- Y→Δ - ; ;;
4. Расчет сложных электрических цепей методом уравнений Кирхгофа.
Метод применяется при рассмотрении сложных схем с несколькими источниками. Кол-во всех ур-й равно кол-ву токов.
- составляются ур-я по I-му з-ну Кирхгофа для узлов (один узел заземляется (см. рис. d), потенциал его равен нулю и для него уравнение не составляется (направления токов проставляем произвольно; ток, втекающий в узел “+”, вытекающий “-”):
- остальные ур-я составляется по II-му з-ну Кирхгофа для контуров (контуры обходим по часовой стрелке; при совпадении тока с обходом – “+”, при несовпадении – “-”):
- из значений ЭДС и коэффициентов токов составляются матрицы:
;
- матрица искомых токов ветвей:
5. Расчет сложных электрических цепей методом контурных токов.
Заключается в вычислении расчетных контурных токов, с помощью которых потом вычисляются токи ветвей (см. рис. выше).
- расставляются произвольно токи ветвей и контурные;
- составляются ур-я по II-му з-ну Кирхгофа для контурных токов;
- из значений ЭДС и коэффициентов контурных токов составляются матрицы:
;
- матрица искомых контурных токов: ;
- из контурных токов находятся токи ветвей:
; ;;;;;
6. Расчет сложных электрических цепей методом узловых потенциалов.
Назначаются узлы с неизвестными потенциалами (потенциал d=0 (см. рис. выше).
- составляются ур-я по I-му з-ну Кирхгофа для узловых потенциалов:
- составляем матрицы коэффициентов правой и левой частей ур-й:
;
- матрица искомых узловых потенциалов: ;
- токи ветвей находятся как:
; ;;;;;
7. Расчет параллельных электрических цепей методом двух узлов.
Метод применяется в случае, когда в одной из ветвей необходимо рассчитать ток при нескольких режимах работы. Т.о. расчет выполняют для одной ветви (для простоты расчетов выбирают ветвь без источника питания).
- относительно выбранной ветви вся схема рассматривается как двухполюсник, в котором: ; на рис:R3 заменено разрывом.
- вычисляется как напряжение между выбранными узлами;
- вычисляется как сопротивление схемы относительно выбранных зажимов (точки в виде звезды сопротивлений необходимо преобразовать в треугольник)
; ;;;;;
8. Параметры синусоидального тока и их отображение на временной диаграмме. Угол сдвига фаз.
- мгновенные значения: ;;
- ; разность фаз::- напряжение опережает ток
- напряжение отстает от тока
- действующее значение переменного тока – это значение переменного тока, равное такому значению постоянного, который за время одного периода произведет тот же самый тепловой или электродинамический эффект, что и переменный:
- на временных диаграммах начальная фаза обозначается стрелкой, направленной от начала периода к началу координат. Угол φ показывается от начала периода напряжения к началу периода тока.