Анализ цепей постоянного тока с одним источником энергии.
Мощность цепи постоянного тока. Баланс мощностей.
Мощность постоянного тока
Так как значения силы тока и напряжения постоянны и равны мгновенным значениям в любой момент времени, то мощность можно вычислить по формуле: P=I*U
Для пассивной линейной цепи, в которой соблюдается закон Ома, можно записать:
Если цепь содержит источник ЭДС, то отдаваемая им или поглощаемая на нём электрическая мощность равна:
Если ток внутри
ЭДС противонаправлен градиенту потенциала
(течёт внутри ЭДС от плюса к минусу), то
мощность поглощается источником ЭДС
из сети (например, при работе электродвигателя
или заряде аккумулятора), если сонаправлен
(течёт внутри ЭДС от минуса к плюсу), то
отдаётся источником в сеть (скажем, при
работе гальванической батареи или
генератора). При учёте внутреннего
сопротивления источника ЭДС выделяемая
на нём мощность
прибавляется к поглощаемой или вычитается
из отдаваемой.
Расчет нелинейных цепей постоянного тока.
Простые нелинейные электрические цепи постоянного тока рассчитывают графическим способом. При этом считаются известными вольт-амперные характеристики (ВАХ) нелинейных элементов, входящих в нелинейную цепь постоянного тока.
Нелинейный элемент, ВАХ которого в рабочем диапазоне приближенно можно изобразить прямолинейным участком, заменяют последовательным соединением линейного резистивного элемента с источником ЭДС. При этом сопротивление линейного элемента принимается равным дифференциальному сопротивлению нелинейного элемента в рабочей точке его ВАХ.
Нелинейный элемент в области рабочей точки характеристики можно также заменить параллельным соединением источника тока с линейным элементом, проводимость которого равна дифференциальной проводимости нелинейного элемента в этой точке.
Разветвленная нелинейная электрическая цепь постоянного тока с одним нелинейным элементом может быть рассчитана методом эквивалентного генератора. При этом заменяют линейную часть нелинейной цепи постоянного тока по отношению к нелинейному элементу эквивалентным источником. Полученную цепь последовательного соединения источника, линейного и нелинейного элементов рассчитывают графически.
Решение нелинейных уравнений, описывающих нелинейную электрическую цепь постоянного тока с двумя узлами, также проводят графически. При этом все уравнения необходимо строить в одинаковом масштабе, на одном графике в функции узлового напряжения.
Методы расчета нелинейных электрических цепей постоянного тока
Электрическое состояние нелинейных цепей описывается на основании законов Кирхгофа, которые имеют общий характер. При этом следует помнить, что для нелинейных цепей принцип наложения неприменим. В этой связи методы расчета, разработанные для линейных схем на основе законов Кирхгофа и принципа наложения, в общем случае не распространяются на нелинейные цепи.
Общих методов расчета нелинейных цепей не существует. Известные приемы и способы имеют различные возможности и области применения. В общем случае при анализе нелинейной цепи описывающая ее система нелинейных уравнений может быть решена следующими методами:
графическими;
аналитическими;
графо-аналитическими;
итерационными.
ДЕ «Анализ и расчет линейных цепей переменного тока»