Тема 6. Анализ и расчет линейных электрических цепей синусоидального тока.

Элементы схем замещения цепей синусоидального тока: те же элементы схем замещения что и при пост. токе: идеальные источник тока, источник напряж., резистор, конденсатор, катушка .

Параметры синусоидально изменяющейся величины: синусоидальным назыв. ток, кот. изменяется по закону синуса. , где - мгновен. знач. тока; -амплитуда; - нач. фаза; - полная фаза; – частота. На практике синусоид.величину выражают постоянным значением – действующей величиной ( )

Идеальный резистор в цепи синусоидального тока:пусть для действующ. значений для идеальн. резистора. Угол сдвига фаз . Ток и напряж. совпадают по фазе.

Идеальный индуктивный элемент в цепи синусоидального тока: пусть

. Ток отстает отнапряж.

Идеальный ёмкостный элемент в цепи синусоидального тока: пусть

–реактивное емкостн. сопротивл.

-закон Ома для действ.знач. емкостного элемента.

Анализ неразветвлённой цепи синусоидального тока:

; Напряж. опред. по второму зак. Кирхгофа для мгновен. значений:

комплексное сопротивление. -в алгебр. виде

модуль комплексного числа.

аргумент комплексного числа. - закон Ома в комплексной форме для неразветвл. цепи. При последовательном соедин. элементов векторн. диаграмму удобно начинать с вектора тока (направляем по оси +1

)

Анализ разветвлённой цепи синусоидального тока:

Комплексное сопротивление 1 ветви: сопротивление 1 ветви. м/у напряж. и током.

сопротивление 2 ветви. м/у напряж. и током. Примем нач. фазу равной нулю:

А ктивная сост. тока- это проекция тока на направление напряжения: реактивная – на направление, перпендикулярное напряжению.

Резонансом в электротех. назыв явление совпадения тока и напряж по фазе в цепи с разнород. реактивными элементами. Разичают: резонанс токов и резонанс напряж. Резонанс токов возник. в цепи при параллельном соед. разнородных элементов. Тогда если , в этом случае угол =0, реактивный ток равен нулю > активный ток равен максимальному.

Резонанс напряж. возник. в цепи при последоват. соед. разнородных элементов (условие резонанса ). Тогда в этом случае ток равен максимальному. Резонанс напряжений вредное явление, т.к. ток может возрастать и вывести элементы из строя.

Применение метода комплексных чисел для расчета цепей синусоидального тока. ???????????????????

ТЕМА 10. Трансформаторы. Трансформатор – это статический аппарат, предназначены для преобразов. электрич. энергии перемен. тока одного напряжения в другое напряж. Бывают: силовые (для повыш. и пониж. напряж при передачи на дальние расстоян.); малой мощности (до 5КВт – питание цепей управления, связи, освещения); специальные (питаниее сварочн. аппаратов, печей и т.д.).

У стройство и принцип действия однофазного трансформатора.

И меет магнитопровод, собранный из тонких изолированных листов стали; 2 изолированные обмотки с разн. числом витко: W₁ и W₂. При отсутсвии нагрузки (ХХ) в первич. обмотке возникает ток I₁₀, он создает магнит. поток Ф, кот. пронизывает обе обмотки и индуцирует в них ЭДС с действ. значениями: . Напряж во втор. обмотке при ХХ равно E₂ . При подключении нагрузки, возникает вторичный ток, при этом ток I₁ увеличивается (т.к. при увелич. числа параллельной нагрузки Z_n уменьшается > I₂ увеличивается >Ф₂ увелич.>Ф₁ возрастает> I₁ возрастает ). Потеря энергии в обмотках (P_эл) и в магнитопроводе (P_m) вызывают нагрев трансформатора. Теплостойкость определяет номин. мощность трансфор.

Коэффициент трансформации . Паспортные данные трансформатора: S_ном (В*А); U_1ном, U_2ном; P_к (Вт); P₀ (Вт)-мощности КЗ и ХХ; i₀% -ток холостого хода в процентах от номинального тока первичной обмотки; u_k%-напряж. КЗ в проц. от номинального напряжения.

О пыт холостого хода: проводится при ном. напряж. и разомкнутой вторичной обмотки. Устанавливают , измеряют , рассчитывают ;

. Мощность P₀ считается мощностью магн. потерь, т.к. мощность электрических потерь очень мала.

Опыт короткого замыкания (та же схема, только ветви на нагрузку замкнуты): проводят при номинальных токах. Сначала устанавливают первичное напряж. на 0, затем повышают, пока в обмотках не установятся номинальные токи. Затем измеряют . Так как магнитн. потери пропорцион. напряжению, а напряж. мало, то ими пренебрегают, т.е. мощность КЗ равна номинальным эл. потерям, т.к. эл. потери пропорциональны току.

Зависимость коэффициента полезного действия трансформатора от нагрузки. Нагрузку характеризуют коэф. нагрузки: = ; при ХХ . В ном. режиме . Знач. не должно быть более 2,5.

В ном. режиме

Оптимальным режимом является при нагрузке от 0,5 до 0,8.

Внешняя характеристика трансформатора: это зависимость вторичного напряжения от нагрузки

активная сост. напряжения КЗ, а - реактивная сост. напряжения КЗ. Эти показания определяются используя паспортные данные трансформатора. , - это угол сдвига фаз м/у

Автотрансформаторы – выделены в большую тему :)