- •1) Этапы развития электротехники.
- •2) Преимущества электрической энергии перед другими видами энергии.
- •3) Основные элементы электрических цепей.
- •4) Параметры электрических цепей
- •5) Схемы электрических цепей.
- •6) Закон Ома.
- •7) Законы Кирхгофа.
- •8) Источники эдс и источники тока.
- •9) Последовательное, параллельное и смешанное соединение элементов.
- •10) Работа и мощность электрической цепи:
- •11) Баланс мощности ,мощность потерь и кпд
- •12) Режимы работы электрической цепи
- •15) Расчет сложных эл. Цепей с помощью законов Кирхгофа
- •16) Метод контурных токов
- •17) Метод узловых потенциалов
- •18) Метод двух узлов
- •19) Метод наложения тока
- •20) Метод эквивалентного генератора
- •21) Потенциальная диаграмма
- •22) Основные законы цепей переменного тока
- •24) Величины,характеризующие синусоидальную функцию времени
- •25) Виды представления синусоидальной функции
- •26) Законы Киргофа в комплексной форме.
- •27) Нагрузка в цепях переменного тока
- •28) Цепь переменного тока с активной нагрузкой.
- •29) Цепь переменного тока с индуктивной нагрузкой
- •30) Емкостное сопротивление
- •31) . Последовательное соединение активного сопротивления r, конденсатора с и индуктивности l
- •32) Параллельное соединение конденсатора и катушки, обладающей активным сопротивлением и индуктивностью
- •33) Цепь переменного тока со смешанным соединением элементов.
- •34. Мощность цепей переменного тока. Баланс мощности.
- •35. Резонанс напряжений.
- •36) Резонанс токов.
- •37. Получение трехфазной системы эдс.
- •38.) Соединение трехфазных приемников звездой
- •39). Соединение трехфазных приемников треугольником
- •40). Мощность в трехфазных цепях
- •Мощность трехфазной системы
- •41). Устройство и принцип действия трансформатора
- •42). Эдс, индуктируемые в обмотках трансформатора
- •43). Уравнения электрического состояния трансформатора
- •44.) Потери в трансформаторе
- •45) Режим холостого хода трансформатора.
- •46) Режим короткого замыкания трансформатора
- •47) Режим работы трансформатора под нагрузкой. Внешняя характеристика трансформатора
31) . Последовательное соединение активного сопротивления r, конденсатора с и индуктивности l
Рассмотрим цепь с активным, индуктивным и емкостным сопротивлениями, включенными последовательно (рис. 1.3.1).
Для анализа схемы разложим напряжение сети U на три составляющие: UR - падение напряжения на активном сопротивлении, UL - падение напряжения на индуктивном сопротивлении, UC - падение напряжения на емкостном сопротивлении.
Ток в цепи I будет общим для всех элементов:
Проверку производят по формуле:
Следует отметить, что напряжения на отдельных участках цепи не всегда совпадают по фазе с током I. Так, на активном сопротивлении падение напряжения совпадает по фазе с током, на индуктивном оно опережает по фазе ток на 90° и на емкостном - отстает от него на 90°. Графически это можно показать на векторной диаграмме (рис. 1.3.2).
Изображенные выше три вектора падения напряжений можно геометрически сложить в один (рис. 1.3.3).
В таком соединении элементов возможны активно-индуктивный или активно-емкостный характеры нагрузки цепи. Следовательно, фазовый сдвиг имеет как положительный, так и отрицательный знак. Интересным является режим, когда = 0. В этом случае
Такой режим работы схемы называется резонансом напряжений. Полное сопротивление при резонансе напряжений имеет минимальное значение: , и при заданном напряжении U ток I может достигнуть максимального значения. Из условия определим резонансную частоту
Явления резонанса напряжений широко используется в радиотехнике и в отдельных промышленных установках.
32) Параллельное соединение конденсатора и катушки, обладающей активным сопротивлением и индуктивностью
Рассмотрим цепь параллельного включения конденсатора и катушки, обладающей активным сопротивлением и индуктивностью (рис. 1.4.1).
В этой схеме общим параметром для двух ветвей является напряжение U. Первая ветвь - индуктивная катушка - обладает активным сопротивлением R и индуктивностью L. Результирующее сопротивление Z1 и ток I1 определяются по формуле:
, где
Поскольку сопротивление этой ветви комплексное, то ток в ветви отстает по фазе от напряжения на угол .
Покажем это на векторной диаграмме (рис. 1.4.2).
Спроецируем вектор тока I1 на оси координат. Горизонтальная составляющая тока будет представлять собой активную составляющую I1R, а вертикальная - I1L. Количественные значения этих составляющих будут равны:
где
Во вторую ветвь включен конденсатор. Его сопротивление
Этот ток опережает по фазе напряжение на 90°. Для определения тока I в неразветвленной части цепи воспользуемся формулой:
<>
Его значение можно получить и графическим путем, сложив векторы I1 и I2 (рис. 1.4.3) Угол сдвига между током и напряжением обозначим буквой . Здесь возможны различные режимы в работе цепи. При = +90° преобладающим будет емкостный ток, при = -90° - индуктивный. Возможен режим, когда = 0, т.е. ток в неразветвленной части цепи I будет иметь активный характер. Произойдет это в случае, когда I1L = I2, т.е. при равенстве реактивных составляющих тока в ветвях.
На векторной диаграмме это будет выглядеть так (рис. 1.4.4):
Такой режим называется резонансом токов. Также как в случае с резонансом на-пряжений, он широко применяется в радиотехнике. Рассмотренный выше случай параллельного соединения R, L и C может быть также проанализирован с точки зрения повышения cos для электроустановок. Известно, что cos является технико-экономическим параметром в работе электроустановок. Определяется он по формуле:
, где
Р - активная мощность электроустановок, кВт, S - полная мощность электроустановок, кВт. На практике cos определяют снятием со счетчиков показаний активной и реактивной энергии и, разделив одно показание на другое, получают tg . Далее по таблицам находят и cos. Чем больше cos, тем экономичнее работает энергосистема, так как при одних и тех же значениях тока и напряжения (на которые рассчитан генератор) от него можно получить большую активную мощность. Снижение cos приводит к неполному использованию оборудования и при этом уменьшается КПД установки. Тарифы на электроэнергию предусматривают меньшую стоимость 1 киловатт-часа при высоком cos, в сравнении с низким. К мероприятиям по повышению cos относятся: - недопущение холостых ходов электрооборудования, - полная загрузка электродвигателей, трансформаторов и т.д. Кроме этого, на cos, положительно сказывается подключение к сети статических конденсаторов.