- •Общая электротехника и электроника. Электрическая цепь. Электрический ток. Напряжение.
- •Идеализированные элементы электрической цепи.
- •Основные топологические понятия, используемые в теории электрических цепей.
- •Задача анализа электрических цепей. Законы Кирхгофа.
- •Линейные электрические цепи. Электрические цепи постоянного тока.
- •Применение законов Кирхгофа для анализа цепей постоянного тока.
- •Метод контурных токов.
- •Метод эквивалентного генератора.
- •Электрические цепи переменного синусоидального тока.
- •Действующее значение переменного тока.
- •Представление синусоидальных функций времени при помощи комплексных чисел и вращающихся векторов.
- •Сопротивление, индуктивность и емкость в синусоидальной цепи.
- •Последовательное соединение цепи синусоидального тока. Комплексное сопротивление.
- •Комплексная проводимость.
- •Мощность в цепи синусоидального тока
- •Частотные характеристики последовательного колебательного контура.
- •Резонанс токов
- •Частотные характеристики
- •Электрические цепи с индуктивно-связанными элементами
- •Расчет электрических цепей с индивидуально связанными элементами.
- •Расчет трехфазных цепей
- •Условия получения симметричного режима.
- •Мощность трехфазной цепи.
- •Линейные электрические цепи несинусоидального периодического тока.
- •Представление периодической несинусоидальной функции. Периодические несинусоидальные I, u, e.
- •Виды симметричных функций.
- •Действительные значения и активно мощные периоды несинусоидального тока.
- •Параметры, характеризующие периодические несинусоидальные электрические сигналы
- •Анализ линейных электрических цепей периодического несинусоидального тока.
- •Влияние индуктивности и емкости на форму u и I
- •Нелинейные электрические цепи.
- •Нелинейные резистивные цепи. Статичное и дифференциальное уравнение.
- •Методы расчета нелинейных резистивных цепей постоянного тока.
- •Метод эквивалентных преобразований схем
- •Параллельное соединение двух нелинейных нс
- •Графический метод анализа при последовательном соединении линейных и нелинейных резистивных элементов.
- •Расчет линейных резистивных цепей при анализе кусочно-линейных схем замещения.
- •Аналитические методы расчета нелинейных резистивных цепей.
- •Аналогия между магнитными и электрическими цепями постоянного тока.
- •Основные свойства ферромагнитных материалов
- •Анализ магнитных цепей при постоянно намагничиваемых силах Неразветвленные цепи.
- •Особенности электромагнитных процессов в магнитных цепях переменного тока
- •Катушка с ферромагнитным сердечником в цепи переменного тока
- •Четырехполюсники
- •Классификация четырехполюсников
- •Система уравнений четырехполюсника
- •Схемы замещения четырехполюсников
- •Характеристические параметры 4-х полюсников.
- •Уравнение 4-х полюсника, записанное через гиперболические функции.
Аналитические методы расчета нелинейных резистивных цепей.
При использовании этих методов нелинейные характеристики элементов должны быть представлены аналитически, составим уравнение по закону Кирхгофа, в систему этих уравнений добавится уравнение выраженных аналитически характеристик нелинейных элементов.
I=f(U), U=f(I) Полученная система уравнений рассчитывается численными методами.
Магнитные цепи. Основные законы для магнитной цепи.
В различных электротехнических устройствах используется те или иные свойства магнитного поля. Можно выделить 2 основных.
Электромеханическое действие, заключается в том, что на проводнике с током или ферромагнетики тело действует в этом поле сила (электромагнитная сила – Ампера)
Индукционное действие магнитного поля, проявляется в том, что в контуре возникает ЭДС индукции (индукционный ток) при изменении его потокосцепления (закон электромагнитной индукции).
Для создания магнитного поля заданной интенсивности и конфигурации используется магнитные цепи.
Магнитная цепь – совокупность устройств и элементов предназначенная для создания магнитного поля заданной интенсивности и конфигурации. Или это совокупность устройств, включающих ферромагнетики, которые образуют замкнутую цепь, по которой замыкаются линии магнитной индукции.
Магнитные цепи бывают с разветвляющимся потокосцеплением.
Магнитное поле характеризуется следующими величинами
Магнитная индукция
Намагничивание
Напряжение
Магнитный поток Ф
- основная силовая характеристика на магнитном поле. [B]=Тл
Сила, с которой магнитное поле действует на заряд
– элементарный магнитный момент Гн/м
N- магнитная восприимчивость вещества
- магнитная проницаемость.
– абсолютная магнитная проницаемость
[H]=А/м
[Ф]=Вб
Основной закон используемый при расчете магнитных цепей, закон полного тока
Циркуляция вектора напряженности магнитного поля Н по замкнутому контуру равна алгебраической сумме токов, охватываемых данным контуром.
Положительное направление обхода по контуру связано с условно положительным направлением тока ( с направлением нормали к поверхности ограниченную контуром) правилом правого винта.
В практических расчетах прибегают к следующему допущению:
Пренебрегают потоками рассеивания Ф=0. Все силовые линии замыкаются по магнитопроводу.
Магнитная индукция одинакова во всех точках сечения магнитопровода, поэтому расчет ведется по средней линии магнитопроводов.
В воздушных зазорах магнитное поле считается однородным.
В качестве источника магнитного поля используется электрический ток, а в качестве контура, по которому протекает ток – катушка. Вводится понятие Магнитодвижущая сила (намагничивающая).(М.Д.С. или Н.С.)
Подобно тому, как ЭДС создает ток, МДС в магнитной цепи создает магнитный поток. Она имеет напряжение указываемое на схемах стрелкой.
Направление МДС связано с направлением тока в катушке и направлением обмотки правило правого винта.
В простейших магнитных цепях Н и dl совпадают по направлению, поэтому скалярное произведение можно заменить произведением модулей этих векторов.
Контур, по которому вычисляется циркуляция, с учетом сделанных допущений м. т. разбит на участки конечной длины и это позволяет перейти от интеграла к сумме:
где p – число участков, Hk – напряженность магнитного поля на k-участке, Lk – длинна k-участка.
Тогда закон полного тока:
HkLk=Uk – падение магнитной напряженности.
HkLk=Umk=H1L1+H2L2= - w1I1+w2I2
Неразветвленная магнитная цепь Ф=const. Разобьем м. цепь на участки одинарного сечения. Всего N участков длинной L1, L2,…Lk,…, Ln; площади сечения этих участков S1,S2,..,Sk,…Sn; магнитные проницаемости этих участков M1,M2,...,Mk,..Mn
Ф1=Ф2=…=Фк=…Фn
; ;…;
Подставим в закон полного тока:
Магнитное сопротивление цепи Rm
Закон Ома для магнитной цепи