2 Электрические цепи постоянного тока

2.1 Общие сведения

Электротехнические устройства, установки и системы постоянного тока имеют большое практическое применение на транспорте (двигатели подъемных механизмов, трамваев, троллейбусов, электровозов, электро- кар), при электрохимическом получении металлов (электролизные ванны), в космической технике, в радиоэлектронике, компьютерной технике и т.д.

90

Применение высоковольтных ЛЭП постоянного тока большой протяжен- ности экономически оказывается более целесообразно, чем ЛЭП перемен- ного тока.

Первые шаги электротехники были связаны с освоением энергии по-

стоянного тока, которая вырабатывалась гальваническими элементами.

В настоящее время основными источниками постоянного тока (ИПТ)

являются выпрямительные преобразователи (выпрямители), химические аккумуляторы, электромашинные генераторы постоянного тока.

Развиваются и совершенствуются новые виды ИПТ:

– источники, преобразующие лучистую энергию Солнца при помощи фо-

тоэлементов, являющихся основными источниками электрической энер-

гии космических аппаратов;

– магнитогидродинамические генераторы (МГД-генераторы);

– имеются сообщения о создании в США электрохимических ИПТ для электромобилей, в которых электрическая энергия будет получаться в результате реакции кислорода атмосферного воздуха с бензиновым то- пливом.

В электротехнике решаются две задачи:

- синтез электротехнических устройств;

- анализ этих устройств.

Задача синтеза решается при создании новых устройств конструкто- рами. Это – наиболее сложная задача. Анализ работы электроустройств чаще всего необходимо проводить уже при их эксплуатации, поэтому су-

ществуют типовые задачи анализа.

Как правило, задача анализа состоит в определении токов и напря-

жений на всех участках электрической цепи. При этом конфигурация цепи и параметры ее элементов (ВАХ источников и потребителей энергии, элек-

трические сопротивления токопроводов и др.) считаются известными.

Как уже отмечалось, при анализе (расчете режима работы) электри-

ческой цепи необходимо эту цепь представить и изобразить графически схемой, в которой элементы электрической цепи представлены в виде со- единений идеализированных элементов – резистивного R, индуктивного L, и емкостного C, а источники электрической энергии представляются как последовательное соединение ЭДС и внутренних сопротивлений этих ис- точников.

Однако при анализе электрических цепей постоянного тока, пассив-

_{ными элементами схем являются только резистивные элементы, т.к. сопро-}

^{тивления индуктивных элементов ( Х} _L

 L ) постоянному току равны ну-

лю, а сопротивления емкостных элементов

^Х _С

 1 / С 

при этом равны

бесконечности, так что емкостные элементы разрывают электрические це-

пи постоянного тока.

91

2.2 Законы Кирхгофа

Законы Кирхгофа лежат в основе анализа электрических цепей.