- •Раздел 2 Электрические цепи постоянного тока
- •Тема 2.1: Электрические цепи постоянного тока
- •Зависимость r от температуры
- •Источники электроэнергии
- •Понятие об эдс и напряжении
- •Работа и мощность
- •Баланс мощности
- •Закон Джоуля – Ленца
- •Электрическая цепь без учёта соединительных проводов
- •Электрическая цепь с двумя источниками питания
- •Расчёт неразветвлённой электрической цепи
- •Свойства неразветвлённой электрической цепи
- •Разветвлённая электрическая цепь
- •Смешанное соединение пассивных элементов. Метод “свёртывания”.
- •Преобразование в и наоборот
- •Нелинейные электрические цепи постоянного тока
- •Графический анализ нелинейных цепей - I
Работа и мощность
|
,Дж работа, энергия источника ,Дж работа, энергия потребителя , = Вт , Вт , Вт |
В источнике внешними или сторонними силами совершается работа. В потребителе работа совершается силами электрического поля. Мощность —___________________________________________________.
|
Баланс мощности
Мощность источника равна мощности потребителя + потеря мощности внутри источника.
Закон Джоуля – Ленца
Количество электроэнергии, преобразуемой в проводнике за единицу времени в тепловую энергию пропорционально квадрату тока и электрическому сопротивлению проводника.
1 Вт = 1 В*А, 1 Дж = 1 В*А*с = 1 Вт*с, 1 кВт*час = 1000*3600 = 3,6*106 Вт*с (Дж)
Задача №5. Два генератора —I, работая круглосуточно на общий приёмник, выработали вместе за месяц 96 000 кВт*ч электроэнергии. В течение 10 суток этого месяца первый генератор находился в ремонте. За это время счётчик электроэнергии, установленный на линии к приёмнику, показал 24 000 кВт*ч. Определить мощность и ЭДС каждого генератора, если амперметр в цепи первого генератора во время работы показывал 500 А, а в цепи второго генератора — 1000 А.
____________________________;
____________________;
____________;
____________.
Найти:________________________—?
Решение:
1)
2)
Задача №6. В сеть с напряжением U=218 B включён нагревательный прибор, сила тока которого I=2,75 A. Определить мощность прибора и стоимость энергии, израсходованной прибором
в течение трёх часов. Стоимость 1кВт*ч электроэнергии=4 коп.
Дано: ______________________
_______________________
_______________________
______________
Найти: ___________.
Решение:
Режим работы электрической цепи, т.е. её электрическое состояние в данное время, определяется значениями токов, напряжений и мощностей отдельных элементов.
Электрическая цепь без учёта соединительных проводов
Схема |
Номин., раб. режим |
Режим ХХ |
Режим КЗ |
R — реостат; R0—R источника; Е — источник U. |
1.Режим согласованной нагрузки: R нагрузки = R соединительных проводов + R0. При этом от источника передается max P нагрузки. Однако КПД при этом равно 50%. Этот режим используется только в слаботочных (маломощных) схемах. 2.Номинальный — такой режим работы электрической цепи (устройства), параметры которого заданы заводом изготовителем. 3.Рабочий—режим, при котором параметры отличаются от заводских, но в допустимых пределах.
закон Ома для полной цепи. |
1.Ключ S разомкнут 2. Rн= 3. 4. U0=IR0=0 5. U=E–U0=E 6. Pи=EI=0 P0=U0I=0 Pп=UI=0
% |
1. Ключ S замкнут 2. Rн=0 3. R0 , Iк , t пожар, разрушение электроустановки. Для ограничения Iкз применяют:
|
Задача №7. Генератор постоянного тока с ЭДС Е=230В и внутренним сопротивлением R0=0,2Ом питает электроэнергией производственный объект, на котором установлены электродвигатели и нагревательные печи. Число работающих потребителей электроэнергии различно в различные часы и смены. При таких условиях ток в цепи генератора изменяется в широких пределах.
Составить схему замещения цепи, определить предельные режимы работы генератора, построить зависимости тока, мощностей источника и приёмника, КПД генератора от отношения сопротивления внешнего участка цепи к внутреннему (R/R0).
Дано: _____________
_______________
Найти: ________________________
Решение:
В цепи можно установить 2 предельных режима:
режим ХХ ______________;
режим КЗ ________________
Для расчёта и построения графиков используем формулы :
Задаёмся значениями R/R0, а I, Pи, Pп, считаем и заносим в таблицу:
R/R0 |
– |
0 |
0,5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
10 |
R |
Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
Pп |
кВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
Pи |
кВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача N5. В цепи ЭДС аккумуляторной батареи Е=37,5 В, внутреннее сопротивление R0=0,6 Ом. Сопротивления потребителей: R1=2, 4 Ом, R2=4, 8 Ом, R3=7, 2 Ом.
Рассчитать электрическую цепь.
Рассчитать электрическую цепь — вычислить ток в цепи, напряжения на зажимах аккумуляторной батареи и потребителей, а также мощность источника энергии, его КПД и мощность всех потребителей.
|
Дано: ____________ _____________ _____________ _____________ _____________
Найти: ______________________________ Решение:
|
2)
3)
4)
5)
6)