1.3.3 Баланс потужностей

Найбільш точно виконані розрахунки електричних схем можна перевірити за балансом потужностей: сумарна потужність всіх джерел ЕРС повинна дорівнювати сумарній потужності всіх споживачів:

. (1.61)

Потужності джерел розраховуються за формулою:

. (1.62)

Якщо в схемі декілька джерел, то може бути, що деякі із джерел працюватимуть у режимі споживачів і тоді ці джерела увійдуть в суму джерел зі знаком “мінус”.

Режим роботи джерела визначається за правилом: джерело працює в режимі джерела і добуток береться з “плюсом”, якщо напрямок ЕРС і напрямок діючого струму в даній вітці співпадають. Якщо ж ЕРС та струми зустрічні (за рахунок діє інших ЕРС схеми), це означає, що добуток цього джерела в балансі береться з “мінусом”.

Тому важливо після закінчення розрахунків і перед перевіркою правильності виконаних розрахунків на схемі поміняти на зворотні напрямки струмів в тих вітках, де вони отримані з “мінусом”.

Потужності споживачів розраховують за формулою:

. (1.63)

Питання для самоперевірки знань

1. Метод накладання:

а) в яких випадках застосовується;

б) в чому сутність методу;

в) що таке часткові струми;

г) як за частковими струмами знайти повні струми;

д) в чому перевага методу.

2. Метод контурних струмів:

а) в яких випадках застосовується;

б) в чому сутність методу;

г) в чому перевага методу.

3. Потужність джерела живлення.

4. Режими роботи джерела живлення.

5. Потужність споживача

6. Баланс потужностей

Теми рефератів

1. Електричні схеми зрівноваженого і незрівноваженого моста та використання їх на практиці

2. Видатні відкриття і винаходи Ампера.

3. Видатні відкриття і винаходи Вольта.

Питання для самостійного опрацювання

1. Метод еквівалентного джерела і аналіз режиму в вітці кола.

РОЗДІЛ 2. ЛІНІЙНІ КОЛА ОДНОФАЗНОГО ЗМІННОГО СТРУМУ

Тема 2.1 основні поняття і параметри в колах синусоїдного струму. Подання синусоїдних величин комплексними числами

План лекції

1. Синусоїдний стум та його характеристики

2. Зображення синусоїдних величин векторами на площині

3. Загальні відомості про комплексні числа

2.1.1 СИНУСОЇДНИЙ СТРУМ ТА ЙОГО ХАРАКТЕРИСТИКИ

Синусоїдним називають струм, який змінюється з часом за синусоїдою. Його миттєве значення сили струму і напруги відповідно:

, (2.1)

, (2.2)

де – амплітудне (миттєве) значення сили струму і напруги відповідно;

– циклічна (кутова частота), с^-1;

– частота, Гц;

– фаза, ⁰;

, – початкова фаза сили струму і напруги відповідно, ⁰.

Частотою називають кількість коливань за одиницю часу.

Періодом Т називають час, протягом якого відбувається одне повне коливання. Зв’язок між періодом і частотою виражають формулою:

. (2.3)

На Україні і майже у віх країнах Європи і Азії застосовується змінний стум з частотою 50 Гц (в США – 60 Гц), це так звана промислова частота. У радіоелектроніці та пристроях автоматики широко використовують синусоїдні струми підвищених частот.

Таким чином при частоті =50 Гц, циклічна частота =314 с^-1, період Т=1/50=0,02 с.

Рис. 2.1 Хвильова діаграма

Хвильовою (часовою) діаграмою називають графічну залежність сили струму чи напруги від часу. Часто по осі абсцис відкладають фазу , при якому періоду Т відповідає 360⁰ ( ). На рис. 2.1 зображена хвильова діаграма з початковою фазою, яка рівна нулю.

Рис. 2.2 Зсув фаз між напругою та силою струму

Часто виникає потреба аналізувати хвильові діаграми синусоїдних напруги і струму у яких початкові фази різні. На рис. 2.2 зображені напруга і струм однієї частоти, але зсунуті між собою за фазою:

, (2.4)

. (2.5)

Зсувом за фазою між наругою і струмом (різницею фаз) називають:

. (2.6)

Якщо дві синусоїдні величини не мають зсуву за фазою, то вони співпадають за фазою (синфазні) (рис. 2.3).

Рис. 2.3 Синфазні величини

Якщо дві синусоїдні величини зсунуті за фазою на кут , то вони протифазні (рис. 2.4).

Рис. 2.4 Протифазні величини

Якщо дві синусоїдні величини зсунуті за фазою на кут , то вони знаходяться у квадратурі (рис.2.5).

Рис. 2.5 Величини в квадратурі

Теплова дія постійного струму:

. (2.7)

Рівноцінне за тепловою дією значення синусоїдного струму називають діючим або ефективним значенням змінного струму і позначають

I , U – діюче значення сили струму і напруги відповідно.

Співвідношення для синусоїдного струму між його діючим значення і амплітудою:

, (2.8)

. (2.9)