- •«Основы теории цепей (часть I)»
- •Оглавление
- •Основы теории цепей часть 1 (отц-1)
- •1. Введение
- •1. Представление о дисциплине отц
- •2. Федеральный Образовательный стандарт дисциплины отц
- •Структура дисциплины отц
- •3. Рекомендуемые темы практических занятий по отц
- •1 Часть
- •4. Метод контурных токов.
- •4. Рекомендуемые темы лабораторных работ по отц
- •1 Часть
- •5. Литература
- •5.1. Основная
- •2. Основные Понятия и определения в отц
- •2.1. Классификация цепей, режимы их работы
- •2.2. Основные электрические величины
- •2.3. Основные элементы эц
- •Пассивные элементы
- •Резистивный элемент (резистор)
- •2.4. Модель и схема эц
- •Схемы замещения источников электрической энергии
- •2.5. Основные топологические понятия и параметры эц
- •2.6. Законы Кирхгофа
- •3. Анализ режима гармонического тока в линейных электрических цепях
- •3.1. Основные понятия гармонического тока и напряжения
- •3.2. Оценка гармонического тока (напряжения)
- •3.3. Векторное и комплексное представление гармонических функций
- •§4. Законы Кирхгофа в комплексной форме
- •§5. Анализ режима гармонического тока в пассивных элементах
- •§6. Анализ последовательных r, l, c – цепей при гармоническом
- •2. Анализ rc-цепочки
- •3. Анализ последовательной rlc-цепи при гармоническом воздействии
- •4. Основные принципы и теоремы и методы расчета в теории цепей §1. Метод токов ветвей (мтв)
- •§2. Принцип и метод наложения в теории цепей.
- •§3. Метод контурных токов
- •1. Недостатки мтв
- •2. Основы мкт
- •3. Определение числа уравнений и выбор контуров для мкт
- •4. Пример использования
- •5. Общая стандартная форма записи системы уравнений по мкт
- •6. Применение мкт
- •§4. Метод узловых напряжений (мун)
- •1. Основы мун
- •2. Определение количества уравнений и выбор базисного узла
- •3.Пример применения мун
- •4. Стандартная общая форма записи уравнений по мун (со сменой знаков)
- •§5. Принцип дуальности тэц
- •1. Введение
- •2. Формулировка принципа дуальности для эц
- •3. Составление дуальных схем
- •§6. Теоремы об эквивалентных источниках или генераторах (Теорема об автономном двухполюснике)
- •§7. Теорема обратимости или взаимности
- •Примеры
- •Расчет электрических цепей с управляемыми источниками
- •7. Мощность в цепи переменного тока
- •1. Общие понятия о мощности
- •2. Мощность в резистивном элементе
- •3. Мощность в индуктивном и емкостном элементах (реактивных элементах)
- •4. Мощность на участке электрической цепи
- •5. Комплексная мощность
- •6. Баланс мощностей
- •7. Условия передачи максимума активной мощности источника в нагрузку
- •Параллельные rlc - цепи
- •5. Электрические цепи с взаимно индуктивными связями и методы их расчета
- •§1. Основные понятия о взаимной индукции
- •§2. Последовательное и параллельное соединения индуктивно связанных элементов
- •1. Последовательное соединение
- •2. Параллельное соединение
- •§3. Электрический трансформатор
- •1. Идеальный трансформатор
- •2. Уравнения и схемы замещения реального трансформатора (двухобмоточного, без ферромагнитного сердечника)
- •3. Входное сопротивление реального трансформатора
- •§4. Развязка индуктивных (магнитных связей)
- •Составление т-обратной схемы
- •2. Развязка с использованием зависимых источников
- •§5. Автотрансформатор
- •§6. Общие методы расчета цепей с взаимными индуктивными элементами
- •6. Резонансные явления и колебательные контуры в электрических цепях
- •§1. Понятие о резонансе в эц
- •§2. Последовательный колебательный контур
- •1. Основные понятия и параметры
- •2. Частотные характеристики последовательного контура
- •4. Виды расстроек колебательного контура
- •5. Комплексные передаточные функции (комплексные частотные характеристики)
- •6. Влияние внешних сопротивлений на избирательность контура (на добротность и полосу пропускания)
- •§3. Параллельный колебательный контур
- •1. Идеализированный контур
- •3. Частотные зависимости
- •4. Влияние внешних сопротивлений на избирательность контура
- •§4. Сложные колебательные контуры
- •1. Контур с двумя индуктивностями
- •2. Контур с двумя емкостями
- •3. Контур с двумя емкостями и двумя индуктивностями
- •§5. Связанные колебательные контуры
- •1. Общие понятия
- •2. Анализ взаимно-индуктивных связанных контуров
- •Анализ частотных характеристик связанных контуров
- •3. Практическое применение
- •7. Трехфазные электрические цепи
- •Схемы соединения трехфазных систем
- •Соединение в звезду
- •С оединение в треугольник
- •8. Нелинейные электрические цепи
- •1. Нелинейные элементы
- •2. Расчет цепей с нелинейными элементами
- •Аппроксимация характеристик нелинейных элементов
-
Составление т-обратной схемы
Это эквивалентная схема, в которой получаются те же уравнения, что и в схеме с магнитной связью (между L1 и L2). Такая замена возможна только если индуктивности соединены проводником. Нижний конец буквы Т направляется в место соединения магнитно связанных индуктивностей Когда есть магнитная связь, нельзя применять МУН. Поэтому делают развязку магнитных связей.
Уравнения по МКТ должны быть в схемах одинаковыми. Знак без скобок выбирается при соединение вместе одинаковых (одноименных) зажимов L1 и L2 и в скобках при не одноименных..
2. Развязка с использованием зависимых источников
§5. Автотрансформатор
Автотрансформатор – трансформатор, у которого вторичная обмотка является частью первичной обмотки, с целью экономии провода. Здесь вместе соединены разноименные зажимы.
§6. Общие методы расчета цепей с взаимными индуктивными элементами
-
Используют метод токов ветвей
-
Используют метод контурных токов, хотя иногда возникают трудности, с учетом взаимного влияния по магнитному полю
-
Метод узловых напряжений применять нельзя, можно только после развязки индуктивных связей
Число уравнений . Выбираем направление комплексных контурных токов и как показано. Составим уравнение для определения неизвестного контурного тока . Схема со взаимной индуктивностью, поэтому необходимо учитывать влияние контурных токов и , протекающих через индуктивные элементы по магнитному полю. Ветвь с током является общей для контурных токов и . В ветви с током контурный ток создает напряжение взаимоиндукции , которое следует взять со знаком “ + ”, т.к. контурные токи и направлены одинаково относительно одноименных зажимов, помеченных «звездочками». В свою очередь, контурный ток создает одинаковые напряжения взаимной индукции в ветвях с токами и соответственно. При этом данные напряжения следует взять со знаком “ + ”, т.к. контурный ток одинаково ориентирован относительно одноименных зажимов. Таким образом, уравнение будет иметь следующий вид:
Через контурный ток определяем неизвестные токи ветвей и Рассчитаем напряжение на индуктивности L1 согласно второму закону Кирхгофа. Оно будет определятся напряжением самоиндукции и напряжением взаимоиндукции , взятого со знаком “–”, поскольку направление и направление тока ориентированы относительно одноименных зажимов различно. Следовательно:
6. Резонансные явления и колебательные контуры в электрических цепях
§1. Понятие о резонансе в эц
Под резонансом понимают такой режим работы электрической цепи, содержащей RL- и RC-элементы, когда угол сдвига фаз между напряжением и током на какой-то частоте равен 0. Это так называемый фазовый резонанс. Есть амплитудный резонанс, когда достигается максимальная амплитуда колебаний напряжения или тока. Он не является основным для ТЭЦ, основной – фазовый. Резонансная частота определяется по нулевому фазовому сдвигу.
Различают резонанс напряжений, L и C соединены последовательно (индуктивное напряжение компенсируется емкостным) и резонанс токов, L и C – параллельно (индуктивный ток компенсируется емкостным);
X=0 = XLЭ - XCЭ – резонанс напряжений
В=0=BCЭ - BLЭ – резонанс токов