- •1.Введение в электротехнику
- •2. Основные понятия и определения в электротехнике. Закон Ома.
- •3. Законы Кирхгофа.
- •4.Получение синусоидального тока.
- •5.Амплитуда, частота , фаза синусоидальной величины. Действующее значение синусоидального тока.
- •Закон Джоуля — Ленца
- •6.Векторное представление синусоидальных токов и напряжений Изображение синусоидальных эдс, напряженийи токов на плоскости декартовых координат
- •. Векторное изображение синусоидальноизменяющихся величин
- •Резонанс напряжений
- •7. Неразветвленная цепь синусоидального тока. Резонанс напряжений.
- •8.Параллельное включение приемников электрической энергии. Резонанс токов.
- •А) Параллельный колебательный контур без потерь
- •Б) Параллельный колебательный контур с потерями
- •9.Мощности цепи синусоидального тока. Коэффициент мощности
- •Коэффициент мощности
- •10. Особенности трехфазных систем.
- •11. Трехфазный синхронный генератор.
- •12. Системы соединения трехфазных цепей
- •Соединение обмоток генератора звездой
- •Соединение обмоток генератора треугольником
- •13.Векторные диаграммы трехфазной цепи.
- •14. Мощности трехфазной цепи.
- •15. Магнитные материалы и магнитные цепи.
- •9.2. Свойства ферромагнитных материалов
- •Расчет магнитных цепей
- •16.Устройство, принцип действия трансформатора.
- •17. Режимы трансформатора.
- •18. Внешняя характеристика трансформатора. Кпд трансформатора.
- •Коэффициент полезного действия трансформатора
- •19. Устройство и принцип действия машин постоянного тока. Устройство машины постоянного тока
- •Принцип работы машины постоянного тока
- •20. Реакция якоря машины постоянного тока. Реакция якоря машины постоянного тока
- •21. Схемы возбуждения машин постоянного тока.
- •22. Внешние характеристики машин постоянного тока.
- •23. Пуск и регулирование скорости вращения двигателей постоянного тока.
- •24. Устройство асинхронного двигателя
- •25. Вращающееся магнитное поле.
- •27. Энергетический баланс асинхронного двигателя.
- •28. Пуск и регулирование скорости асинхронного двигателя. Способы пуска асинхронных двигателей
- •2. Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором
- •3. Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей с фазным ротором
- •29. Устройство синхронной машины
- •30. Принцип действия синхронной машины.
- •31. Реакция якоря синхронной машины.
- •32. Внешняя характеристика синхронного генератора.
- •34.Уравнения движения электропривода.
- •35. Нагревание и охлаждение электродвигателя.
- •36. Режимы работы электродвигателя.
- •37. Расчет мощности электродвигателя.
- •38. Выбор электродвигателя.
- •39. Элементы физики полупроводников.
- •40. Полупроводниковые диоды, тиристоры, транзисторы, микросхемы, электронно-оптические приборы.
- •43. Системы измерительных приборов
Б) Параллельный колебательный контур с потерями
Цепь
рис. 6-33 состоит из параллельно соединенных
катушки и конденсатора, находящихся
под общим напряжением
![]()
Ток в катушке

Этот
ток отстает по фазе от напряжения на
угол
тангенс
которого
![]()
Ток
катушки можно разложить на две слагающие,
активную
совпадающую
по фазе с напряжением, и реактивную
отстающую
по фазе от напряжения на угол
(рис.
6-34).
Ток конденсатора
![]()
Он
опережает по фазе напряжение на угол
.
Общий
ток найдем из прямоугольного треугольника
токов (рис. 6-34), одним катетом которого
является активная слагающая тока
а
другим реактивная слагающая общего
тока, равная разности реактивной
слагающей тока катушки и тока конденсатора![]()
Таким образом, общий ток
![]()
Угол сдвига общего тока от напряжения определяется через его тангенс (рис. 6-34):

Ток
в неразветвленной части цепи может
отставать от напряжения на угол
при
или
опережать его при
или,
наконец, совпадать по фазе с напряжением
(рис. 6-35) при
.

Рис. 6-34. Векторная диаграмма для разветвленной цепи.

Рис. 6-35. Векторная диаграмма при резонансе токов.
В
последнем случае в цепи наступает
резонанс токов, при котором
а
мощность
так
как![]()
Таким
образом, общий ток равен активной
составляющей тока катушки. При этом
общий ток всегда меньше тока в катушке,
так как активная составляющая тока
катушки всегда меньше тока катушки
![]()
Отношение
тока в контуре или в катушке
да
к
общему току при резонансе![]()
![]()
представляющее собой добротность контура, показывает, во сколько раз ток в параллельном контуре при резонансе больше общего тока в подводящих проводах.

Рис.
6-36. Графики токов, напряжения и мощности
для разветвленной цепи для случая
![]()
В
этом случае максимальная мощность,
затрачиваемая на получение магиитного
поля (
),
равна максимальной мощности, затрачиваемой
на получение электрического поля (
),
а следовательно, равны и максимальные
значения энергии в магнитном и
электрическом полях цепи
Как
и в рассмотренном выше колебательном
контуре, в течение одной четверти периода
энергия, запасаемая в электрическом
поле, целиком получается от магнитного
поля, а в течение второй четверти периода
энергия, запасаемая в магнитном поле,
целиком получается от электрического
поля. От генератора в цепь поступает
только энергия, расходуемая в активном
сопротивлении. Так как реактивные
слагающие тока компенсируют друг друга,
то в цепи генератора проходит только
активный ток, обусловленный потерями
энергии в активном сопротивлении. На
рис. 6-36 представлены кривые токов
напряжений и мощности цепи (рис. 6-33) для
случая резонанса токов.
9.Мощности цепи синусоидального тока. Коэффициент мощности
Мгновенной мощностью называют произведение мгновенного напряжения на входе цепи на мгновенный ток. Пусть мгновенные напряжение и ток определяются по формулам:
![]()
![]()
Тогда
(6.23)
Среднее значение мгновенной мощности за период

Из
треугольника сопротивлений
,
а
.
Получим еще одну формулу:
.
Среднее
арифметическое значение мощности за
период называют активной мощностью и
обозначают буквой P.
Эта мощность
измеряется в ваттах и характеризует
необратимое преобразование электрической
энергии в другой вид энергии, например,
в тепловую, световую и механическую
энергию.
Возьмем реактивный
элемент (индуктивность или емкость).
Активная мощность в этом элементе
,
так как напряжение и ток в индуктивности
или емкости различаются по фазе на 90o.
В реактивных элементах отсутствуют
необратимые потери электрической
энергии, не происходит нагрева элементов.
Происходит обратимый процесс
в виде обмена электрической энергией
между источником и приемником. Для
качественной оценки интенсивности
обмена энергией вводится понятие
реактивной мощности Q.
Преобразуем выражение (6.23):

где
-
мгновенная мощность в активном
сопротивлении;
-
мгновенная мощность в реактивном
элементе (в индуктивности или в емкости).
Максимальное или амплитудное
значение мощности p2
называется реактивной мощностью

,
где x - реактивное сопротивление (индуктивное или емкостное). Реактивная мощность, измеряемая в вольтамперах реактивных, расходуется на создание магнитного поля в индуктивности или электрического поля в емкости. Энергия, накопленная в емкости или в индуктивности, периодически возвращается источнику питания. Амплитудное значение суммарной мощности p = p1 + p2 называется полной мощностью. Полная мощность, измеряемая в вольтамперах, равна произведению действующих значений напряжения и тока:
![]()
,
где z - полное сопротивление цепи. Полная мощность характеризует предельные возможности источника энергии. В электрической цепи можно использовать часть полной мощности
,
где
- коэффициент мощности или "косинус
"фи".
Коэффициент мощности является одной из важнейших характеристик электротехнических устройств. Принимают специальные меры к увеличению коэффициента мощности. Возьмем треугольник сопротивлений и умножим его стороны на квадрат тока в цепи. Получим подобный треугольник мощностей (рис. 6.18).
Из
треугольника мощностей получим ряд
формул: 
,
,
Рис.6.18
,
.
При анализе электрических
цепей символическим методом используют
выражение комплексной мощности, равное
произведению комплексного напряжения
на сопряженный комплекс тока.
Для цепи, имеющей индуктивный характер
(R-L цепи)
,
где
- комплекс напряжения;
- комплекс тока;
- сопряженный комплекс тока;
- сдвиг по фазе между напряжением и
током.
,
ток как в R-L цепи, напряжение опережает
по фазе ток.
Вещественной
частью полной комплексной мощности
является активная мощность.
Мнимой частью комплексной мощности
- реактивная мощность.
Для
цепи, имеющей емкостной характер (R-С
цепи),
.
Ток опережает по фазе напряжение.
.
Активная мощность всегда положительна. Реактивная мощность в цепи, имеющей индуктивный характер, - положительна, а в цепи с емкостным характером - отрицательна.
