1.6 Розрахунок електричних ланцюгів|цепів| постійного струму|току| Схеми эаміщення електричних ланцюгів

Електричні ланцюги можна класифікувати по ряду ознак:

а) по роду струму|току| - ланцюгу|цепу| постійного струму|току|, ланцюгу|цепу| змінного струму|току| (однофазні|, трифазні);

б) за способом з'єднання|сполучення| елементів – ланцюги|цепи| нерозгалужені, ланцюги|цепи| розгалужені;

в) по кількості джерел електричної енергії ланцюга|цепу| з|із| одним або декількома джерелами;

г) по вигляду|виду| вольтамперних| характеристик елементів – ланцюги|цепи| лінійні, ланцюги|цепи| нелінійні.

У електричні ланцюги|цепи|, окрім|крім| основних елементів - джерел і приймачів електричної енергії, входять різні допоміжні апарати і прилади, призначені для управління (рубильники, перемикачі), регулювання (реостати, стабілізатори струму|току| і напруги|напруження|), захисту (плавкі запобіжники, реле), вимірювання|виміру| (амперметри, вольтметри і інші прилади електровимірювань). Допоміжні елементи, так само як і основні, включаються в ланцюг|цеп| за допомогою проводів.

Основною метою|ціллю| розрахунку електричних ланцюгів|цепів| є|з'являється| аналіз різних режимів, на підставі якого можна оцінити|оцінювати| умови і ефективність роботи| електротехничного устаткування|обладнання| і приладів. Ця мета|ціль| в більшості випадків досягається визначенням струмів|токів| у всіх ділянках електричного| ланцюга|цепу|. Знаючи струми|токи|, неважко визначити напругу|напруження| і потужності окремих елементів.

Для полегшення розрахунку складається схема заміщення електричного ланцюга або просто електрична схема.

На схемі зображають|змальовують| всі елементи, впливом яких на результат розрахунку не можна нехтувати, і указують|вказують| також електричні з'єднання|сполучення| між ними, які є|наявний| в самому ланцюзі|цепі|. При цьому користуються умовними графічними позначеннями, встановленими|установленими| ГОСТ 7624-62.

Елементи електричного ланцюга, в яких перетворення енергії здійснюється за наявності електрорушійної сили характеризуються в більшості випадків постійними значеннями електрорушійної сили і внутрішнього опору. Такі елементи ланцюга називаютьактивними.

Рис.1.15 - Електричний ланцюг|цеп| і її схема заміщення

Елементи ланцюги, в яких електрична енергія перетвориться в тепло, характеризуються опором або провідністю. Ці елементи називаютьпасивними.

На схемах стрілками наголошуються позитивні напрями електрорушійноі сили, напруги і струмів. Напрям електрорушійної сили може бути вказаний позначенням полярності затисків джерела: усередині джерела електрорушійна сила направлена від негативного затиску до позитивного. Позитивний напрям напруги на ділянці ланцюга збігається з напрямом струму - від точки більшого потенціалу до точки меншого потенціалу. У приймачів напряму напруги і струму збігаються, а у джерел вони протилежні.

На рис.1.15, а зображений|змальовувати| електричний ланцюг|цеп|, на рис.1.15, б – її схема заміщення; вказані позитивні напрями|направлення| струму|току| і напруги |напруження|

У цій схемі генератор електричної енергії представлений електорушійною силою і внутрішнім опором; два приймачізамінено еквівалентним опором; опір проводів лініїзамінений зосередженим опором; допоміжні апарати і прилади в схемі заміщення відсутні, оскільки в даному випадку передбачається, що на результати звітів вони не впливають.

Розглядаючи|розглядувати| схеми різних електричних ланцюгів|цепів|, можна виділити в них характерні|вдача| ділянки.

Ділянка, уздовж якої струм має одне і теж значення, називається гілкою електричного ланцюга.

Місце з'єднання три або більш за число гілок називається вузлом електричного ланцюга; наприклад, на схемі 1.16 до вузла б підключені чотири гілки.

Рис.1.16 - Схема розгалуженого електричного ланцюга

Гілки, що не містять джерел електричної енергії, називаються пасивними. Гілки, в які входять джерела електричної енергії, називаються активними.

Будь-який замкнутий шлях, що проходить по декількох гілках, називається контуром електричному ланцюгу. На рис.1.17. таких контурів три:

; .

Рис.1.17 - До розрахунку електричного ланцюга методом вузлової напруги

Елементи електричних ланцюгів, які характеризуються постійними значеннями опору , або провідності, не залежними від струму в них або напруги на їх затисках, називаються лінійними, оскільки мають прямолінійну вольтамперну характеристику (рис. 1.15). Електричний ланцюг, складений з лінійних елементів, називається лінійним.

Зв'язок між напругою і струмами лінійних електричних ланцюгів виражається лінійними рівняннями, тобто рівняннями першого ступеня, тому для розрахунку їх застосовуються аналітичні методи із звичайними алгебраічними перетвореннями.

Електричний ланцюг|цеп|, в який входить хоч би|хоча би| один нелінійний елемент, називається нелінійною.

Розрахунок нелінійних електричних ланцюгів|цепів| значно ускладнюється, оскільки|тому що| вольтамперні| характеристики нелінійних елементів не завжди вдається виразити|виказувати| аналітично, а якщо це і можливо, то напруга|напруження| і струми|токи| входять в рівняння в ступенях|мірах| вище першою.

Для нелінійних ланцюгів|цепів| застосовуються графічні і графоаналітичні методи розрахунку.