26. Каким образом производится расчет электрической схемы методом наложения?

Порядок расчета

1.На основе исходной схемы составляют частные расчетные схемы, в каждой из которых действует только одна э. д. с. все другие э. д. с. исключают и от каждого источника в схеме остается только его внутреннее сопротивление.

2.Любым подходящим методом определяют токи в частных схемах, которые чаще всего оказываются относительно простыми.

3. Алгебраическим сложением (наложением) частных токов опре­деляют токи в исходной схеме.

При определении общих токов необходимо правильно учесть на­правления частных токов: в исходной схеме намечают условно-поло­жительные направления токов в ветвях. Частный ток считают поло­жительным, если он направлен одинаково с положительным током в той же ветви исходной схемы. Частный ток противоположного на­правления считают отрицательным.

В практических расчетах часто нет не­обходимости знать режимы работы всех элементов сложной цепи, но ставится за­дача исследовать режим работы одной оп­ределенной ветви.

27. Каким образом производится расчет электрической схемы методом эквивалентного генератора?

Решение такой задачи значительно упрощается при использовании метода эквивалентного генератора.

И сследуемая ветвь с сопротивлением R_abприсоеди­няется к остальной части схемы (внутри прямоугольника А) в двух точках а и b. Эту часть схемы можно рассматривать относительно ис­следуемой ветви как источник с некоторой эквивалентной э. д. с. Е_эк и некоторым эквивалентным внутренним сопротивлением г_эк. Такой условный источник энергии называется эквивалент­ным генератором или активным двухполюсни­ком. Если в части схемы, относящейся к двухполюснику, нет источников энергии, то двухполюсник называется пассивным.

Таким образом, решение задачи по определению тока 1_аЬсводится к определению э. д. с. Е_эк эквивалентного генератора и его внутреннего сопротивления r_эк, которое называется также входным сопротивлением активного двухполюсника.

После определения Е_эк и r_эк дальнейшее исследование режима работы ветви ab при изменении сопротивления R_ab не требует громоздких вычислений, так как э.д.с Е и внутреннее сопротивление r_эк эквивалентного генератора не изменяются. Ток в ветви ab определяют по формуле для любого значения R_ab

Для определения этих величин рассмотрим два крайних режима эквивалентного генератора — режим холостого хода и режим короткого замыкания.

Отсоединим исследуемую ветвь R_ab в точках а и b, тогда эквивалентный генератор будет находиться в режиме холостого хода.

Н апряжение холостого хода U_x на его внешних зажимах а и b согласно схеме равно эквивалентному э. д. с. Е_эк

Напряжение холостого хода U_x можно измерить или определить с помощью расчета:

Сопротивление R4 в расчет не вошло, так как при отключенном сопротивлении Rab ток в сопротивлении R4 тоже равен нулю.

Сопротивление гэк эквивалентного генератора можно определить, используя режим короткого замыкания.

В режиме короткого замыкания эквивалентного генератора ток короткого замыкания I_к выражается отношением:

Для измерения тока КЗ можно применить схему, изображенную на рисунке выше, если короткое замыкание между точками а и b реаль­ной цепи не вызовет опасного увеличения токов в ее элементах. При наличии такой опасности нужно измерить ток I_ab нагрузки эквивалент­ного генератора и падение напряжения Uab в нагрузочном сопротив­лении Rab(рис. 5.5, б), а внутреннее сопротивление рассчитать.

Ток I_кз можно определить, применив один из известных методов расчета.

Однако определение I_кз может оказаться громоздким, поэтому в сложных схемах г_эк определяется как входное сопротивление пассив­ного двухполюсника между точками а и b.

Для того чтобы получить расчетную схему для определения г_эк, нужно все э. д. с. активного двухполюсника принять равными нулю, замкнув накоротко точки цепи, к которым присоединены источники этих э. д. с. Тогда активный двухполюсник превращается в пассивный.

Равенство Е _эк= 0 соответствует тому, что все э. д. с. активного двухполюсника равны нулю, поэтому расчетная r_эк можно рассчитать.