Материал: 2100
|
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации |
|
|||
|
СибАДИ |
|
|||||
|
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение |
|
||||
|
|
|
|
|
|
высшего образования |
|
|
« |
ибирск й государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)» |
|||||
e |
ea |
eb |
ec |
|
|
|
I |
0 |
2π/3 |
4π/3 |
2π |
|
|
И.В. Лазута, |
E |
|
|
|
|
|
|
И. . Реброва |
r0 |
|
РАСЧЁТ |
АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ И УСТРОЙСТВ |
|||||
|
|||||||
|
|
|
|
Учебно-методическое пособие |
|
||
Омск – 2019
b
+
Uba
–
a
СибАДИ |
|
УДК 621.3 |
Согласно 436 ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, причиняющей |
ББК 31.2 |
вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит. |
Л17 |
Рецензент |
|
канд. техн. наук, доц. С.Д. Игнатов (СибАДИ) |
Работа утверждена редакц онно- |
здательск м советом СибАДИ в качестве учебно-методического пособия. |
Лазута, Иван Васильев ч.
Л17 Расчёт и анализ электр ческ х цепей устройств [Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие / И.В. Лазута,
И.А. Реброва. – Электрон. дан. – Омск : С АДИ, 2019. –URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/cgiirbis_64_ft.exe? C21COM=S&I21DBN=IBIS FULLTEXT&P21DBN=IBIS&S21FMT=briefHTML ft&Z21ID=GUEST&S21ALL=<.>TXT=esd1069.pdf <.>. - Режим доступа: для авторизованных пользователей.
ISBN 978-5-00113-127-4.
Рассмотрены основные теоретические сведения, методы и примеры расчёта и анализа электрических и магнитных цепей, электрических машин и аппаратов. Содержит индивидуальные задания для работы, как на практических аудиторных занятиях, так и для самостоятельной внеаудиторной работы в виде расчётно-графических или контрольных работ.
Имеет интерактивное оглавление в виде закладок. Содержит ссылки на видеоматериалы обучающего и демонстрационного характера, которые воспроизводятся с помощью проигрывателя Windows Media.
Предназначено для изучения и практического освоения электротехнических дисциплин для обучающихся всех форм обучения всех специальностей и направлений подготовки бакалавриата. Подготовлено на кафедре «Автоматизация производственных процессов и электротехника».
Мультимедийное издание (2,8 МБ)
Системные требования : Intel, 3,4 GHz ; 150 МБ ; Windows XP/Vista/7 ; DVD-ROM ;
1 ГБ свободного места на жестком диске ; программа для чтения pdf-файлов : Adobe Acrobat Reader ; Foxit Reader Редактор В. . Черкашина
Техническая подготовка Н.В. Кенжалинова Издание первое. Дата подписания к использованию 27.08.2019
Редакционно-издательский комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2019
Ссылки внутри текста кликабельны
ВВЕДЕНИЕ
Электротехника – это область технических наук, изучающая электрические и магнитные явления, процессы, закономерности, а также их практическое применение.
Изучение студентами теоретического материала по электротехнике и практических методов расчёта и анализа электрических и магнитных цепей, электрических машин и аппаратов позволит им квалифицированно решать общепрофессиональные технические задачи, связанные с эксплуатацией электротехнического оборудования, элек-
трическ х маш н аппаратов, |
применяемых в современном произ- |
Сводстве быту. |
|
Данное уче но-методическое пособие содержит теоретический и |
|
й матер ал по курсам общепрофессиональных электро- |
|
техническ х д сц пл н, который необходим обучающимся очной и |
|
заочной формы, как на практических аудиторных занятиях, так и для |
|
практическ |
. Пособие обеспечивает каче- |
самостоятельной внеаудиторной |
|
ственное выполнен е расчётно-графических или контрольных работ. |
|
работы |
|
А |
|
|
Д |
|
И |
3
1. РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ С ИСТОЧНИКАМИ |
|||||||||
|
ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА |
|
|
||||||
1.1. Основные законы, преобразования и методы расчёта |
|
||||||||
|
|
|
1.1.1. Основные законы |
|
|
|
|
|
|
Задачей анализа и расчёта электрических цепей является опре- |
|||||||||
деление токов, напряжений и мощностей отдельных её участков. Час- |
|||||||||
то возн |
кает задача, |
когда для получения требуемого распределения |
|||||||
токов, напряжен й |
|
мощностей нужно определить параметры цепи |
|||||||
Сеё отдельных элементов. Основой расчёта электрических цепей |
|||||||||
являются закон Ома |
два закона Кирхгофа [1, 2, 3, 5, 6]. |
|
|
|
|||||
Закон Ома для участка цепи в интегральной форме имеет вид |
|||||||||
|
|
|
I = U |
или I = GU , |
|
|
|
|
(1.1) |
илиR |
|
|
|
|
|
|
|||
где U – напряжен |
е на участке цепи, U = ϕ1 − ϕ2 ± E ; (φ1 – φ2) – раз- |
||||||||
ность потенциалов на концах участка; Е – ЭДС, действующая на уча- |
|||||||||
стке; R – сопротивление участка цепи; G – проводимость ветви. ЭДС |
|||||||||
|
б |
|
|
|
|
|
|||
выбирают со знаком плюс, если источник работает в режиме генера- |
|||||||||
тора, т.е. направления ЭДС и тока на данном участке совпадают, со |
|||||||||
знаком минус для источника-потребителя, если направления ЭДС и |
|||||||||
тока противоположны [1, 2, 3, 5, 6]. |
|
|
|
|
|
||||
|
|
А |
|
|
|
(рис. 1.1) |
|||
Для неоднородного участка цепи 1 с источником |
|
||||||||
закон Ома имеет вид |
I = ϕa − ϕb + E . |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
(1.2) |
||
|
|
|
|
r0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЭДС |
|
||||
Для однородного участка цепи 2 с внешним сопротивлением R |
|||||||||
(см. рис. 1.1) закон Ома записывают в виде [3, 5]: |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
I |
I = ϕb |
− ϕa . |
|
(1.3) |
||
I |
b |
b |
|
|
R |
|
|
|
|
|
Для замкнутойИодноконтурной |
||||||||
|
+ Uba |
|
|
||||||
E |
R |
Uba |
электрической цепи (см. |
рис. |
1.1), |
||||
r0 |
– |
|
|
содержащей источник ЭДС, ток по |
|||||
|
|
|
закону Ома равен [3, 5]: |
|
|
||||
1 |
a |
a |
2 |
|
|
||||
|
|
E |
|
|
|
||||
|
|
I = |
|
. |
|
(1.4) |
|||
Рис. 1.1. Схема электрической цепи |
|
|
|||||||
|
R + r |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
Применение законов Кирхгофа к линейной электрической цепи позволяет получить систему линейных уравнений относительно токов
или напряжений и найти значения токов во всех ветвях цепи. |
|
|
огласно первому закону Кирхгофа, алгебраическая сумма токов |
||
в любом узле электрической цепи равна нулю [3, 5]: |
|
|
С |
n |
|
|
∑ Ik = 0, |
(1.5) |
|
k =1 |
|
где n – ч сло токов, сходящихся в узле. Токи, входящие и выходящие |
||
из узла, в уравнен |
должны учитываться с разными знаками, напри- |
|
токи ∑Uk = 0, |
(1.6) |
|
мер, входящ е в узел |
– со знаком плюс, выходящие из узла токи – |
|
со знаком м нус. |
|
|
огласно второму закону Кирхгофа, алгебраическая сумма на- |
||
пряжен й участков лю ого контура электрической цепи равна нулю: |
||
выбранным |
|
|
|
m |
|
k =1
где m – ч сло участков контура. Со знаком плюс записываются напряжения, положительные направления которых совпадают с произ-
вольно |
направлением обхода контура, |
и со знаком минус |
– противоположно направленные, или наоборот [3, |
5]. |
|
В частности, для контура схемы замещения цепи, содержащего |
||||
только источники ЭДС и резистивные элементы, алгебраическая сум- |
||||
ма напряжений на резистивных элементах равна алгебраической сум- |
||||
ме ЭДС [3, 5]: |
А |
|
||
|
m |
n |
|
|
|
∑Rk Ik = ∑Ei , |
|
(1.7) |
|
|
k =1 |
i=1 |
|
|
где m – число резистивных элементов; n – число источников ЭДС в |
||||
|
|
Д |
|
|
контуре. Со знаком плюс записываются Э |
С и токи, положительные |
|||
направления которых совпадают с произвольно выбранным направ- |
||||
лением обхода контура, и со знаком минус – противоположно на- |
||||
правленные, или наоборот. |
|
И |
||
|
|
|
||
1.1.2. Потенциальная диаграмма электрической цепи |
|
|||
Для анализа электрических цепей постоянного тока используют потенциальную диаграмму φ(R) – график зависимости потенциалов точек цепи от величины сопротивлений участков между этими точками, выполненный в масштабе [1, 2, 3, 5, 6].
5