- •История электроэнергетики Учебное пособие
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Значение электроэнергетики в техническом прогрессе
- •2. Краткая история электроэнергетики
- •Развитие электроэнергетики России
- •3. Краткий теоретический материал по дисциплине «История электроэнергетики»
- •3.1. Определения, расчетные формулы и размерности некоторых электрических величин
- •Напряжение и потенциал электрического поля
- •Электродвижущая сила
- •Активное сопротивление, индуктивность, емкость
- •Действующее значение переменного тока
- •Активное, реактивное и полное сопротивление в цепях переменного тока
- •Активная, реактивная, полная мощности в однофазных и трехфазных цепях
- •Потери активной мощности в трансформаторах (переменные и постоянные)
- •Магнитная индукция
- •Потокосцепление и магнитный поток
- •3.2. Определение направлений некоторых электрических величин Электрический ток
- •Напряжение и эдс
- •Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле (сила Ампера)
- •Эдс индукции (самоиндукции)
- •3.3. Формулы некоторых электрических величин
- •Эдс индукции (закон Фарадея)
- •Кпд трансформатора
- •3.4. Простейшие конструктивные схемы электрических машин с указанием основных элементов конструкции Однофазный двухобмоточный трансформатор
- •Асинхронный двигатель
- •Синхронный двигатель (генератор)
- •3.5. Механические характеристики двигателей: асинхронного, синхронного и постоянного тока
- •3.6. Условия создания вращающего магнитного поля неподвижными обмотками Уравнения эдс, генерируемых в трехфазном генераторе
- •3.7. Свойство саморегулирования магнитного потока трансформаторов
- •3.8. Условные обозначения
- •3.9. Формулировка некоторых понятий энергосбережения
- •Возобновляемые источники энергии
- •Сертификация энергообъектов
- •Нормирование расхода энергии
- •Условное топливо
- •4. Задания для самостоятельной работы студентов Требования к оформлению рефератов
- •Список рекомендуемой литературы Основная литература для домашних занятий
- •Дополнительная литература
- •Периодическая литература для домашних занятий
- •Контрольные вопросы по дисциплине «История электроэнергетики»
- •Экзаменационные билеты
- •Основные термины и определения, использующиеся в электроэнергетике
- •Условные графические обозначения элементов схем электроснабжения
- •Физические величины и их единицы в си
- •Приставки си для образования десятичных и дольных единиц
- •Основные формулы и соотношения
- •Содержание
Активное сопротивление, индуктивность, емкость
а) Активное сопротивление R, r – это идеализированный элемент цепи, в котором происходят необратимые превращения электрической энергии в тепловую:
, (3.5)
А.
б) Индуктивность L – идеализированный элемент цепи, который характеризуется способностью накапливать энергию магнитного поля. Индуктивность численно равна отношению потокосцепления к току, которым это потокосцепление обусловлено:
, (3.6)
где - поток сцепления катушки индуктивности,
N –число витков катушки,
Ф– магнитныйпоток.
.
в) Емкость C– идеализированный элемент электрической цепи, который характеризуетсяспособностью накапливать энергию электрического поля.
, (3.7)
где – заряд на обкладках или пластинах конденсатора,
– разность потенциалов между пластинами конденсатора.
Емкость С – не зависит от , а определяется размерами, формой конденсатора, а также диэлектрическими свойствами среды, находящейся между обкладками конденсатора.
.
Действующее значение переменного тока
Колебания, возникающие под воздействием внешней периодически изменяющейся ЭДС, называются вынужденными электромагнитными колебаниями. Установившиеся вынужденные электромагнитные колебания можно рассматривать как протекание переменного тока в цепи, содержащей резистор, катушку индуктивности и конденсатор.
На рис. 3.5 представлен график переменного синусоидального тока.
Рис. 3.5. График переменного тока
Действующее значение переменного тока равно такому значению постоянного тока, которое за время, равное периоду переменного тока, выделяет в том же сопротивлении такое же количество теплоты, что и данный ток. Определяется по формуле 3.8.
. (3.8)
Активное, реактивное и полное сопротивление в цепях переменного тока
Ток в активном сопротивлении
, (3.9)
где Ir, Ur - действующие значения тока и напряжения на активном сопротивлении R.
Сдвиг фаз между током и напряжением на резисторе равен нулю (см. рис. 3.6).
Рис. 3.6. Векторная диаграмма тока и напряжения на резисторе
Ток в индуктивности
, (3.10)
где IL, UL - действующие значения тока и напряжения на индуктивном сопротивлении хL.
, (3.11)
где ω – циклическая частота, равна нуль, поэтому при постоянном токе катушка индуктивности не имеет сопротивления.
В индуктивном сопротивлении ток отстает от напряжения на угол 90° (рис. 3.7).
Рис. 3.7. Векторная диаграмма тока и напряжения на индуктивности
Величина хC называется реактивным емкостным сопротивлением.
. (3.12)
При емкостном сопротивлении напряжение отстает от тока на угол 90° (рис. 3.8).
Рис. 3.8. Векторная диаграмма тока и напряжения на емкости
Для постоянного тока ω равна нулю и хC=∞, т.е. постоянный ток через конденсатор течь не может.
, (3.13)
где Z – полное сопротивление цепи,
х – реактивное сопротивление: .