Резонанс напряжений и резонанс токов.
Резонанс напряжений наблюдается в цепях переменного тока с последовательным соединением реактивных элементов.
U=UL+UC+UR
UR=IR
UL=IjωL
UC=-Ij/ωC
׀z׀=корень из(R2+(XL-XC)2)
При резонансе напряжений сопротивление нагрузки целиком становится активным.
При резонансе ток становится максимальным. Наблюдается зависимость тока от частоты: ωрез.=1/корень из LС.
В случае параллельного соединения реактивных элементов в цепи наблюдается резонанс токов.
В случае параллельного соединения реактивных элементов при резонансе токов происходит их взаимная компенсация. Ток в цепи становится минимальным, а напряжение максимальным.
При резонансе тока цепь практически не проводит ток. Резонансы напряжениц и токов широко используются в электроэнергетике.
Трехфазные цепи. Соединение звездой. Соединение треугольником. Мощность трехфазной цепи.
Трехфазные цепи.
Трехфазная цепь – совокупность трех однофазных цепей, в которых действует синусоидальная ЭДС с одинаковыми частотами, сдвинутые по фазе друг относительно друга на угол 2π. Передача энергии на большие расстояния по трехфазным цепям выгоднее, чем по однофазным. Источником трехфазного тока является синхронный генератор, в обмотках которого конструкционно-сдвинутых на угол 2π/3 индуцируется переменная ЭДС с таким же смещением фаз.
А, В, С – начало обмоток;
X, Y, Z – концы.
Для симметричной нагрузки:
eA=Emsin(ωt); eB=Emsin(ωt-2π/3); eC=Em(ωt-4π/3).
Соединение звездой.
Aa, Bb, Cc – линейные проводники;
an, bn, cn – фазные проводники
Nn - нейтральный провод.
(Za=Zb=Zc, Ra=Rb=Rc)
При симметричной нагрузке ток через нейтральный провод равен 0.
Для соединения звездой выполняется условие Iл=Iф.
Uab=Ua-Ub; Ubc=Ub-Uc; Uca=Uc-Ua; Uл=Uф корень из 3.
Различают прямое и обратное чередование фаз.
Соединение треугольником.
Ia=Iab-Ica; Ib=Ibc-Iab; Ic=Ica-Ibc; Iл=Iф корень из 3.
Мощность трехфазной цепи.
Мощность трехфазной цепи можно рассматривать как цепь с 3-мя источниками энергии. Поэтому полная мощность:
S=SA+SB+SC.
Для соединения звездой: SA=IлUф=UлIл корень из 3.
Для соединения треугольником: SA=IфUф=UлIл корень из 3.
Электроизмерительные приборы. Электрические измерения. Измерительный механизм магнитоэлектрической системы.
Электрические измерения.
Измерения – это процесс сравнения измеряемой величины с эталоном, единицей измерения.
Все измерения в зависимости от способа получаемого результата можно разделить на 3 класса: прямые, косвенные и совокупные. При прямом измерении измеряемая величина получается непосредственно из опытных данных (показания прибора). При косвенных измеряемую искомую величину получают, используя известную зависимость между ней и величинами, получаемыми при прямых измерениях.
В случае совокупных измерений используют статистическую обработку нескольких независимых прямых или косвенных измерений. Совокупные измерения применяются при лабораторных исследованиях.
В электроизмерительной технике также используется метод сравнения, когда значение измеряемой величины сравнивают с воспроизводимой величиной.
Электрические измерения проводятся с помощью приборов в которых генерируется вращательный момент.
В приборах нормальной системы вращающий момент, индуцируемый током уравновешивается противодействующим моментом, создаваемым упругостью пружины и измерения проводятся при условии равновесия Мвр=Мпротивод.; Мпр=кα (α – угол поворота измерительной стрелки).
Измерительный механизм магнитоэлектрической системы.
Прибор состоит из подвижной рамки из тонкой проволоки укрепленной на цилиндре между полюсами у-образного магнита. Ток на рамку подается с помощью с помощью металлических пружинок. Возникающая сила Ампера индуцирует вращательный момент. Мвр=[FA·2r]=2IrlB; Мвр=Мпр.=>kα=2IlrB;
Достоинства измерительного механизма системы:
Высокая чувствительность
Равномерность измерительной шкалы
Возможность измерения очень слабых токов
Относительно слабое влияние внешних электромагнитных полей
Недостатки:
Измерительный механизм предназначен для измерения постоянных токов и напряжения
Невозможность измерения больших токов
Сложность конструкции.