Библиографический список
1.Теоретические основы электротехники: Учебник: В 3 т. / К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман и др. СПб: Питер, 2004. Т.1. 463 с.
2.Коровкин Н. В. Теоретические основы электротехники: Сборник задач / Н. В. Коровкин, Е. Е. Селина, В. Л. Чечурин. СПб: Питер, 2004. 512 с.
3.Бычков Ю. А. Основы теории электрических цепей: Учебник / Ю. А. Бычков, В. М. Золотницкий, Э. П. Чернышев. СПб-М.-Краснодар:
Лань, 2004. 464 с.
4.Теоретические основы электротехники: Методические указания и кон-
трольные задания для студентов технических специальностей вузов / Л. А. Бессонов, И. Г. Демидова и др. М.: Высшая школа, 2007. 159 с.
5.Прянишников В. А. Теоретические основы электротехники: Курс лекций / В. А. Прянишников. СПб: Корона-Принт, 2004. 336 с.
6.Прянишников В. А. Электротехника и ТОЭ в примерах и задачах: Практическое пособие / В. А. Прянишников, Е. А. Петров, Ю. М. Осипов. СПб: Корона-Принт, 2007. 334 с.
135
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
МЕТОД ЭКВИВАЛЕНТНОГО ГЕНЕРАТОРА (ИСТОЧНИКА)
Другое название метода эквивалентного генератора (источника) – метод активного двухполюсника. Активный двухполюсник отличается от пассивного наличием источников ЭДС или тока внутри двухполюсника. При использовании метода активного двухполюсника схему, содержащую источники напряжения и тока (рис. П.1.1, а), заменяют простейшей схемой, содержащей ЭДС и сопротивление, как показано на рис. П.1.1, б.
|
А |
|
|
а |
|
|
Х.Х |
0 |
А |
Х.Х |
0 |
|
в |
|
|
|
0 |
А |
|
Х.Х |
|
|
|
|
д |
|
Э |
э |
б
А |
Х.Х |
Х.Х |
|
|
|
|
г |
|
П |
Х.Х |
|
|
|
е |
Рис. П.1.1. Поэтапное преобразование схемы с активным двухполюсником
136
Режим холостого хода достигается путем размыкания ветви нагрузки (рис. П.1.1, в). В этом случае ток нагрузки равен нулю, а напряжение между разомкнутыми контактами равно напряжению между выходными зажимами двухполюсника Uх.х.
Схема на рис. П.1.1, г эквивалентна схеме рис. П.1.1, а, так как Uac = 0:
b c E ; |
(П.1.1) |
a b E c E E c ; |
(П.1.2) |
Uac a c 0 . |
(П.1.3) |
На основании принципа наложения схему рис. П.1.1, г можно разложить на две: рис. П.1.1, д и е. В первой из полученных схем остаются все источники напряжения и тока внутри активного двухполюсника и одна ЭДС, направленная встречно и по величине равная напряжению холостого хода Uх.х. Эта схема эквивалентна схеме рис. П.1.1, в. Следовательно, ток I' в этом случае равен нулю.
Во второй схеме (рис. П.1.1, е) все источники напряжения и тока из активного двухполюсника исключаются. Таким образом двухполюсник становится пассивным. Остается только один внешний источник ЭДС, равный по величине Uх.х и включенный в направлении протекания тока I''.
Согласно принципу наложения и с учетом того, что ток I' равен нулю, общий ток в нагрузке можно определить по формуле:
I I I I . |
(П.1.4) |
В итоге ток I можно определить из схемы рис. П.1.1, е по формуле:
I |
|
Eэ |
, |
(П.1.5) |
|
r |
|
||||
|
|
r |
|
|
|
|
э |
|
|
|
|
где Eэ = Uх.х – напряжение на зажимах активного двухполюсника при разомкнутой ветви нагрузки r;
rэ – входное сопротивление схемы относительно зажимов выделенной ветви без учета источников J и E (но с учетом их внутренних сопротивлений).
137
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ВЫВОД ФОРМУЛ ДЛЯ ЭКВИВАЛЕНТНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СОЕДИНЕНИЙ ЗВЕЗДОЙ И ТРЕУГОЛЬНИКОМ
При осуществлении эквивалентного преобразования соединения звездой в соединение треугольником и наоборот (рис. П.2.1) напряжения U12, U23, U31 и токи I1, I2, I3 не должны изменяться.
Рис. П.2.1. Эквивалентные схемы соединения сопротивлений звездой (а) и треугольником (б)
Для сопротивлений, соединенных звездой (рис. П.2.1, а), можно составить уравнения по законам Кирхгофа:
I |
I |
2 |
I |
3 |
0; |
|
|
||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
r1I1 r2I2 |
U12; |
(П.2.1) |
|||||||||
r I |
2 |
r I |
3 |
U |
23 |
. |
|
||||
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|||
Выразив ток I2 из первого уравнения системы (П.2.1) и подставив полученное выражение во второе и третье уравнения, получим систему уравнений:
r I r (I I |
|
) (r r )I r I |
|
U |
|
; |
(П.2.2) |
1 1 2 1 |
3 |
1 2 1 2 |
3 |
|
12 |
|
|
r2 (I1 I3) r3I3 r2I1 (r2 r3)I3 U23. |
|
||||||
Решая систему уравнений (П.2.2) по правилу Крамера, получаем:
138
(r1 r2 )(r2 r3) r22 |
r1r2 r1r3 r22 r2r3 r22 D; |
|
|
U12 (r2 r3) U23r2 |
; |
1 |
||
|
U23(r1 r2 ) U12r2 , |
|
2 |
|
|
где D r1r2 r1r3 r2r3, а токи
I |
|
|
1 |
U |
r2 r3 |
U |
|
|
r2 |
; |
|
||||
|
|
23 D |
|||||||||||||
|
1 |
|
|
12 |
|
D |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
2 |
|
|
r2 |
|
|
|
|
r1 r2 |
|
|||
I |
3 |
U |
|
U |
23 |
|
. |
||||||||
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
12 |
D |
|
|
|
|
D |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
(П.2.3)
(П.2.4)
Для сопротивлений, соединенных треугольником (рис. П.2.1, б), по второму закону Кирхгофа можно записать, что сумма падений напряжений
U12 U23 U31 0 , откуда
U31 (U12 U23 ) . |
(П.2.5) |
Выразив токи I1 и I3 из уравнений, составленных по первому закону Кирхгофа для узлов 1 и 3 (см. рис. П.2.1, б), получим:
I1 I12 |
I31 |
U12 |
U31 |
U12 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
U23 |
1 |
; |
|
||||||||||||
r |
r |
|
r |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
12 |
31 |
|
|
12 |
|
|
31 |
|
|
|
31 |
|
|
(П.2.6) |
|||||||
I |
|
I |
|
I |
|
|
U31 |
|
U23 |
U |
|
|
|
1 |
|
U |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
. |
|||
3 |
31 |
23 |
|
|
12 |
|
|
|
23 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
r31 |
|
r23 |
|
|
r31 |
|
|
|
|
r23 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r31 |
|
|
|
||||||||
Сравнивая системы уравнений (П.2.4) и (П.2.6), получаем уравнения
r |
r |
|
|
|
1 |
|
||||
|
2 3 |
|
|
|
|
|
||||
|
D |
|
r |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
||
r2 |
1 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
D |
r |
|
|
|
|
|
||||
|
31 |
|
|
|
|
|||||
|
r1 |
r2 |
|
|
1 |
|
||||
|
D |
r |
||||||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
31 |
|
||
1 ;
r31
(П.2.7)
1 ,
r23
из которых выводятся формулы для преобразования соединения звездой в соединение треугольником:
139