Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Условие выделения максимальной мощности в нагрузке в цепях постоянного тока.





Нагрузка – резисторы. Максимальная когда внутреннее сопротивление ЭДС в цепи равно сопротивлению нагрузки (когда простая цепь, как прошлая фотка)

Метод двух узлов (пример).

Это частный случай метода узловых потенциалов. Пример и порядок расчета:

Метод контурных токов (пример).

 

Идеальная и реальная катушка индуктивности в цепи синусоидального тока (сопротивление, мощность, векторные диаграммы).

Идеальная:

Напряжение катушки опережает ток на 90о.

Реактивное индуктивное сопротивление:

Мгновенная мощность: P(t)=U(t)*i(t)

Графическое представление среднего значения мощности: (суммарное Рср=0)

 

 

Реактивная мощность: Рm=UL*IL= [Вар]

Векторная диаграмма:

Реальная:

Катушка и ее сопротивление подключены последовательно, значит через них течет один ток (он и есть базовый, опорный вектор), а напряжения:

Полное сопротивление:

Векторный треугольник сопротивлений:

Векторный треугольник напряжений: вектора будут подобны, а коэффициент подобия есть I (строится первым):

Мощность:

(ток сопряженный),

Векторный треугольник мощностей:

Ваттметр показывает активную мощность, Р.

 


13. Векторные диаграммы, векторные треугольники сопротивлений и мощностей при последовательном соединений R, C и R, L, C.

 
 

R,C:

R,L,C:


14. Резонанс напряжений.

Последовательно соединенные R,L,C, но , цепь чисто активного характера, реактивная мощность отсутствует.

XL=XC, S=P=I2*R и стремится к максимуму

Получаются максимальные потери в генераторах, линиях электропередач и нагрузке. Не используется в энергетических и бытовых цепях. Используется в слаботочных цепях для усиления напряжения.




15. Проводимости R L, R C, R L C при последовательном и параллельном соединении этих элементов.

При параллельном соединении:

, где у – полная проводимость цепи.

Разность индуктивной и емкостной проводимостей представляет собой общую реактивную проводимость цепи B=BL-BC.

G=1/Zk – проводимость активного сопротивления

Bc=1/Xc=wc – проводимость ёмкости

Bl=1/XL=1/wL – проводимость индуктивности

 

При последовательном соединении:

Y=I/U=1/Z – проводимость цепи, где

В последней формуле разность индуктивного и емкостного сопротивлений мы обозначили буквой х. Это общее реактивное сопротивление цепи: х = хL – xC.

 

16. Резонанс токов..

Резонанс токов – это явление в цепи с параллельным колебательным контуром, ко­гда ток в неразветвленной части цепи совпадает по фазе с напряжением источника.

На рис. 12 представлена схема параллельного колебательного контура. Сопротивление Rв индуктив­ной ветви обусловлено тепловыми потерями на актив­ном сопротивлении катушки. Потерями в емкостной ветви можно пренебречь.

Условие резонанса токов: равенство нулю реактивной проводимости контураb=0.

Для выяснения признаков резонанса токов постро­им векторную диаграмму.

Для того чтобы ток I в неразветвленной части цепи совпадал по фазе с напряжением, реактивная составляющая тока индуктивной ветви ILpдолжна быть равна по модулю току емкостной ветви IC (рис. 12,б). Активная составляющая тока индуктивной ветви IL, оказывается равной току источника IC .

 

 

Рис. 12. Схема параллельного колебательного контура и векторная

диаграмма при резонансе токов

 

Признаки резонанса токов:

а) сопротивление контура максимальное и чисто активное;

б) ток в неразветвленной части цепи совпадает по фазе с напряжением источника и достигает практи­чески минимального значения;

в) реактивная составляющая тока в катушке равна емкостному току, причем эти токи могут во много раз превышать ток источника.

Физически это объясняется тем, что при малых потерях в контуре (при малом R)ток источника тре­буется только для покрытия этих потерь. Ток в кон­туре обусловлен обменом энергией между катушкой и конденсатором. В идеальном случае (контур без по­терь) ток источника отсутствует.

Различия резонанса токов и напряжений

Резонанс напряжений

Резонанс напряжений возникает в последовательной RLC-цепи.

Условием возникновения резонанса является равенство частоты источника питания резонансной частоте w=wр, а следовательно и индуктивного и емкостного сопротивлений xL=xC. Так как они противоположны по знаку, то в результате реактивное сопротивление будет равно нулю. Напряжения на катушке UL и на конденсаторе UC будет противоположны по фазе и компенсировать друг друга. Полное сопротивление цепи при этом будет равно активному сопротивлению R, что в свою очередь вызывает увеличение тока в цепи, а следовательно и напряжение на элементах.

При резонансе напряжения UC и UL могут быть намного больше, чем напряжение источника, что опасно для цепи.

 

С увеличением частоты сопротивление катушки увеличивается, а конденсатора уменьшается. В момент времени, когда частота источника будет равна резонансной, они будут равны, а полное сопротивление цепи Z будет наименьшим. Следовательно, ток в цепи будет максимальным.

 

 
 

Из условия равенства индуктивного и емкостного сопротивлений найдем резонансную частоту

 

Исходя из записанного уравнения, можно сделать вывод, что резонанса в колебательном контуре можно добиться изменением частоты тока источника (частота вынужденных колебаний) или изменением параметров катушки L и конденсатора C.

Следует знать, что в последовательной RLC-цепи, обмен энергией между катушкой и конденсатором осуществляется через источник питания.

Резонанс токов

Резонанс токов возникает в цепи с параллельно соединёнными катушкой резистором и конденсатором.

Условием возникновения резонанса токов является равенство частоты источника резонансной частоте w=wр, следовательно проводимости BL=BC. То есть при резонансе токов, ёмкостная и индуктивная проводимости равны.

Для наглядности графика, на время отвлечёмся от проводимости и перейдём к сопротивлению. При увеличении частоты полное сопротивление цепи растёт, а ток уменьшается. В момент, когда частота равна резонансной, сопротивление Z максимально, следовательно, ток в цепи принимает наименьшее значение и равен активной составляющей.

 
 

Выразим резонансную частоту

Как видно из выражения, резонансная частота определяется, как и в случае с резонансом напряжений.

Явление резонанса может носить как положительный, так и отрицательный характер. Например, любой радиоприемник имеет в своей основе колебательный контур, который с помощью изменения индуктивности или емкости настраивают на нужную радиоволну. С другой стороны, явление резонанса может привести к скачкам напряжения или тока в цепи, что в свою очередь приводит к аварии.









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.