Электротехника Литература

1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. –7-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1978. –528с.

2. Теоретические основы электротехники. Учеб. для вузов. В трех т. Под общ. ред. К.М.Поливанова. Т.2. Жуховицкий Б.Я., Негневицкий И.Б. Линейные электрические цепи (продолжение). Нелинейные цепи. –М.:Энергия- 1972. –200с.

3. Основы теории цепей: Учеб. для вузов /Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. –5-е изд., перераб. –М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с.

Последовательное и параллельное соединения проводников

При последовательном соединении двух проводников: I=I₁=I₂, U=U₁+U₂

Разделив второе равенство на первое, получаем:

При параллельном соединении двух проводников:

I=I₁+I₂, U=U₁=U₂

Разделив первое равенство на второе, получаем:

Закон Ома для полной цепи

Сила тока прямо пропорциональна ЭДС источника и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи:

Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца.

При прохождении тока в цепи электрическое поле совершает работу, которую называют работой тока. Для напряжения U между точками цепи следует формула работы электрического поля:

А = q ∙ U,

Где q – переносимый на этом участке заряд. При постоянном токе I переносимый за промежуток времени ∆t заряд q = I ∙∆ t и работа электрического тока определяется выражением

А = I∙ U∙∆t, = А∙ В ∙ с = Дж.

Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока на напряжение на этом участке и на время, в течение которого совершалась работа.

По закону Ома I = U / R и, следовательно, работу тока для однородного участка цепи можно рассчитывать любым эквивалентным способом

А = I∙ U∙∆t = I² ∙ R∙ ∆t = (U² / R) ∙ ∆t

Мощность электрического тока равна работе, которая совершается током за единицу времени

P = A / ∆t = U∙I = I² ∙ R= U² / R.

Режимы работы электрической цепи

Электрическая схема линии передачи постоянного тока

P1 – мощность источника или мощность в начале линии, Вт;

P2 – мощность потребления энергии нагрузкой или мощность в конце линии, Вт.

Мощность потерь в линии определяется формулой

Коэффициент полезного действия линии (КПД)

Характер зависимостей U1, U2 , ΔUл , P1, P2 , η от тока I при U1 = const

В режиме холостого хода тока в цепи нет, т.к. Rн →∞ (цепь разомкнута)

При холостом ходе, когда Rн ⇒∞, ток I в линии равен нулю, потери напряжения ΔUл и мощности ΔPл также равны нулю, а КПД линии определится как

В режиме короткого замыкания Rн = 0

При коротком замыкании нагрузки, когда сопротивление нагрузки равно нулю ( Rн=0), ток в линии достигает максимального значения тока короткого замыкания

напряжение на зажимах нагрузки U2 , мощность P2 и КПД η будут равны нулю.

Исследование резонанса напряжений

Если неразветвленную цепь с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью, присоединить к генератору синусоидального напряжения, то в ней установиться синусоидальный ток.

i = Im⋅sinωt

u_R = i⋅R = R⋅Im⋅sinωt

Так как элементы цепи R , L , C соединены последовательно, то напряжение на зажимах цепи в любой момент времени равно сумме трех слагаемых:

u = u_R + u_L + u_C

Векторные диаграммы тока и напряжений для различных соотношений реактивных сопротивлений

Напряжения на индуктивности и емкости сдвинуты относительно друг друга по фазе на полпериода или на угол 1800 , их алгебраическая сумма называется реактивным напряжением контура:

u _p = u_L + u_C

Режим работы цепи с последовательным соединением элементов R , L , C, при котором напряжение на входе цепи совпадает по фазе с током, называют резонансом напряжений. Условием резонанса служит равенство реактивных сопротивлений

откуда резонансная угловая частота

При резонансе напряжений сопротивление любого из реактивных участков цепи

принято называть волновым сопротивлением

Полное сопротивление цепи при резонансе напряжений

Ток в цепи при резонансе достигает максимального значения и совпадает с напряжением по фазе

Напряжение на реактивных компонентах контура равно:

Добротность контура

Асинхронная машина

Асинхронная машина — это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой не равна (в двигательном режиме меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора.

Асинхронные машины сегодня составляют большую часть электрических машин. В основном они применяются в качестве электродвигателей и являются основными преобразователями электрической энергии в механическую.

Асинхронная машина имеет статор и ротор, разделённые воздушным зазором. Её активными частями являются обмотки и магнитопровод (сердечник);

По конструкции ротора асинхронные машины подразделяют на два основных типа: с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором.

Короткозамкнутый ротор

Короткозамкнутая обмотка ротора, часто называемая «беличья клетка» из-за внешней схожести конструкции, состоит из медных или алюминиевых стержней, замкнутых накоротко с торцов двумя кольцами. Стержни этой обмотки вставляют в пазы сердечника ротора.

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором имеют небольшой пусковой момент и значительный пусковой ток, что является существенным недостатком «беличьей клетки». Поэтому их применяют в тех электрических приводах, где не требуются большие пусковые моменты. Из достоинств следует отметить лёгкость в изготовлении, и отсутствие электрического контакта со статической частью машины, что гарантирует долговечность и снижает затраты на обслуживание.