- •Теоретический раздел
- •Элементы электрических цепей.
- •Положительные направления тока и напряжения.
- •Источник напряжения и источник тока.
- •Сопротивление.
- •Индуктивность.
- •Емкость.
- •Законы электрических цепей
- •Топологические элементы схемы: ветви, узлы, контуры.
- •Распределение потенциала вдоль участка ветви. Потенциальная диаграмма.
- •Обобщенный закон Ома.
- •Законы Кирхгофа.
- •Составление баланса мощностей.
- •Преобразование схем электрических цепей
- •Преобразование схем электрических цепей.
- •Преобразование звезды в эквивалентный треугольник.
- •Методы расчета сложных электрических цепей
- •Методы расчета сложных электрических цепей.
- •Входные и передаточные проводимости.
- •Метод контурных токов.
- •Метод узловых напряжений.
- •Теоремы линейных цепей
- •Теоремы линейных цепей.
- •Электрические цепи периодического синусоидального тока и напряжения.
- •Мощность в электрических цепях периодического синусоидального тока.
- •Реактивные двухполюсники.
- •I класс.
- •III класс.
- •IV класс.
- •Режимы резонанса в электрических цепях
- •Резонанс напряжений.
- •Резонанс токов.
- •Индуктивно связанные электрические цепи Индуктивная связь. Эдс взаимной индукции. Взаимная индуктивность. Коэффициент связи .
- •Одноименные зажимы индуктивно связанных катушек.
- •Последовательное соединение индуктивно связанных катушек при согласном включении.
- •Последовательное соединение индуктивно связанных катушек при встречном включении.
- •Параллельное соединение индуктивно связанных катушек
- •Развязка индуктивных связей
- •Воздушный трансформатор
- •Практический раздел Индивидуальные практические работы Выбор варианта
- •Порядок выполнения лабораторных работ (индивидуальных практических работ) по курсу "тэц"
- •Оформление протокола и защита лабораторных работ
- •Правила оформления протокола лабораторных работ
- •Содержание протокола
- •Индивидуальная практическая работа № 1 исследование цепи постоянного тока методом узловых напряжений и методом эквивалентного генератора
- •Основные теоретические положения
- •Последовательность выполнения работы
- •Индивидуальная практическая работа № 2 исследование простых цепей синусоидального тока
- •Основные теоретические положения
- •Последовательность выполнения работы
- •Литература для выполнения индивидуальных практических работ
- •Контрольные работы Выбор варианта
- •Контрольная работа №1
- •Контрольная работа №2
- •Внешние ресурсы
- •Практикум
- •Закон Ома, законы Кирхгофа
- •Основные теоретические положения. Закон Ома
- •Законы Кирхгофа
- •Примеры расчета линейных электрических цепей по законам Ома и Кирхгофа
- •Решение
- •Решение
- •Метод наложения Основные теоретические положения
- •Примеры расчета линейных электрических цепей методом наложения
- •Решение
- •Метод контурных токов Основные теоретические положения
- •Примеры расчета линейных электрических цепей методом контурных токов
- •Решение
- •Метод узловых напряжений Основные теоретические положения
- •Примеры расчета линейных электрических цепей методом узловых напряжений
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Метод эквивалентного генератора Основные теоретические положения
- •Примеры расчета линейных электрических цепей методом эквивалентного генератора
- •Решение
- •Решение
- •Электрические цепи однофазного синусоидального тока. Комплексный метод расчёта электрических цепей. Баланс мощностей в цепях однофазного синусоидального тока. Основные теоретические положения
- •Синусоидальный ток в однородных идеальных элементах: резисторе, индуктивности, ёмкости. Временные и векторные диаграммы.
- •Баланс мощностей в цепях переменного тока
- •Примеры расчёта цепей однофазного синусоидального тока
- •Решение
- •Решение
- •Пример 6.3
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Режимы резонанса в электрических цепях Основные теоретические положения
- •Примеры расчета электрических цепей в режиме резонанса
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Цепи с индуктивно–связанными элементами Основные теоретические положения
- •Примеры расчета схем с индуктивно–связанными элементами
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Задачи для самоконтроля
- •Экзаменационные вопросы
- •Часть 1
Законы электрических цепей
Цель лекции № 2.
Ознакомившись с лекцией № 2 по электротехнике студент должен уметь:
В смешанном соединении электрических элементов определять участки с последовательным и параллельным их соединением.
Определять потенциал любой точки электрической цепи относительно базиса.
Применять обобщенный закон Ома для активного участка ветви.
Определять необходимое количество узловых и контурных уравнений и составлять систему уравнений по законам Кирхгофа.
Записывать выражение баланса мощностей для сложной электрической цепи.
Топологические элементы схемы: ветви, узлы, контуры.
Электрическая схема представляет собой графическое изображение электрической цепи. Она показывает как осуществляется соединение элементов рассматриваемой электрической цепи.
«Электрическими» элементами схемы служат активные и пассивные элементы цепи.
«Геометрическими» элементами схемы являются ветви и узлы.
Ветвь – участок схемы, расположенный между двумя узлами и образованный одним или несколькими последовательно соединенными электрическими элементами цепи (рис. 11).
Рис. 11. Изображение ветвей электрической схемы.
Под последовательным соединением элементов цепи понимается такое их соединение, при котором через все эти элементы проходит один и тот же ток.
Узел – место соединения трех или большего числа ветвей. Место соединения двух ветвей рассматривается как устранимый узел.
Рис. 12. Изображение узла электрической схемы.
Ветви присоединенные к одной паре узлов называются параллельными (рис. 13).
Рис. 13. Параллельное соединение двух ветвей.
На рис. 14 изображена электрическая схема пять ветвей и три узла.
Стрелкой на рис. указано направление обхода одного из контуров.
Рис. 14. Схема электрической цепи.
Под контуром понимается любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям.
В зависимости от числа контуров, имеющихся в схеме, различают многоконтурные и одноконтурные схемы.
Одноконтурная замкнутая схема показана на рис. 15.
Одноконтурная схема является простейшей.
Рис. 15. Одноконтурная схема.
Распределение потенциала вдоль участка ветви. Потенциальная диаграмма.
Рассмотрим участок электрической цепи (рис. 16)
Рис. 16.
Участок ветви, содержащий один или несколько источников энергии, является активным.
Положительные направления тока и напряжения указаны стрелкой.
Определим потенциалы точек c, d, e, b, предположив, что известен потенциал точки a-a.
Для правильного выбора знаков следует помнить, что:
ток в сопротивлении всегда направлен от более высокого потенциала к более низкому, т.е. потенциал падает по направлению тока.
э.д.с., направленная от точки «с» к точке «d», повышает потенциал последней на величину E.
напряжение U=Uac положительно, когда потенциал точки а выше, чем потенциал точки с.
При обозначении напряжения (разности потенциалов) на схемах посредством стрелки она ставится в направлении от точки высшего потенциала к точке низшего потенциала.
На рис. 16 ток протекает от точки «а» к точке «с», значит потенциал с будет меньше a на величину падения напряжения на сопротивлении R1, которое по закону Ома равно IR1:
с = a - IR1
На участке cd э.д.с. E1 действует в сторону повышения потенциала, следовательно:
d = с + E1 = a - IR1+ E1
Потенциал точки «e» меньше потенциала точки «d» на величину падения напряжения на сопротивлении R2:
e = d – IR2 = a - IR1+ E1– IR2
На участке e в э.д.с. E2 действует таким образом, что потенциал точки «b» меньше потенциала точки «e» на величину E2:
b = e – E2 = a - IR1+ E1– IR2 – E2 = a – I(R1+R2) + E1-E2 (15)
Чтобы наглядно оценить распределение потенциала вдоль участка цепи, полезно построить потенциальную диаграмму, котораяпредставляет график изменения потенциала вдоль участка цепи или замкнутого контура.
По оси абсцисс графика откладываются потенциалы точек, а по оси ординат – сопротивления отдельных участков цепи. Для участка цепи рис. 16 распределение потенциала построено на рис. 17.
Рис. 16. Потенциальная диаграмма участка цепи.
Потенциальная диаграмма рис. 16 построена, начиная с точки a, которая условно принята за начало отсчета. Потенциал a принят равным нулю.
Точка цепи, потенциал которой условно принимается равным нулю, называется базисной.
Если в условии задачи не оговорено, какая точка является базисной, то можно потенциал любой точки условно приравнивать к нулю. Тогда потенциалы всех остальных точек будут определяться относительно выбранного базиса.