Аналіз електричних ланцюгів постійного і змінного струму
Введення
ланцюг струм електричний схема
З усіх видів енергії в даний час найбільш широко застосовується електромагнітна енергія, яку в практиці зазвичай називають електричної.
Енергія - це кількісна міра руху і взаємодії всіх форм матерії. Для будь-якого виду енергії можна назвати матеріальний об'єкт, який є її носієм.
Механічну енергію несуть, наприклад, вода, падаюча на лопаті гідротурбіни, заведена пружина; теплову - нагрітий газ, пара, гаряча вода.
Носієм електричної енергії є особлива форма матерії -електромагнітний поле, головна особливість якого полягає в тому, що воно робить силову дію на електрично заряджені частинки, залежне від їх швидкості і величини заряду. Ця властивість електромагнітного поля є основою пов'язаних між собою електричних і магнітних явищ, відомих з курсу фізики, -Взаємодія електрично заряджених або намагнічених тіл, електричного струму, електромагнітної індукції та ін.
Використанням цих явищ для отримання, передачі і перетворення електричної енергії займається електротехніка.
1. Аналіз електричного стану ланцюгів постійного струму
Аналізом електричних ланцюгів називають визначення струмів в її гілках. Існує кілька методів розрахунку електричних ланцюгів: метод накладення, на підставі законів Кірхгофа (метод вузлових і контурних рівнянь), метод еквівалентного генератора, метод контурних струмів.
Основна мета розрахунку електричного кола полягає у визначенні струмів в її гілках. Знаючи струми, неважко знайти напругу і потужності гілок і окремих елементів ланцюга.
Величина струмів, напруг, потужностей дають можливість оцінити умови та ефективність роботи електротехнічного обладнання та приладів у всіх ділянках електричного ланцюга.
. 1 розрахунку лінійних електричних кіл постійного струму.
Варіант 12.
Для електричного кола:
Малюнок 1. Схема електрична розрахункова
Вихідні дані:
Таблиця 1 Електричні дані схеми
E 1 BE 2 BR 1 OмR 2 OмR 3 OмR 4 OмR 5 OмR 6 Oмr 01 Oмr 02 Oм203054433226511522
1.1.1 Аналіз електричного стану ланцюга постійного струму на підставі законів Кірхгофа (метод вузлових і контурних рівнянь)
Метод аналіз із застосуванням законів Кірхгофа дозволяє розрахувати електричну ланцюг будь-якої конфігурації і складності, тобто є основним.
Перш ніж приступити до складання рівнянь за законом Кірхгофа, необхідно вибрати умовно-позитивний напрямок струму в кожної гілки і напрямок обходу контурів.
Позитивний напрямок струмів вибирають довільно. Дійсні напрямок струмів можуть не збігатися з умовно-позитивними. Помилка у виборі позитивного струму в результаті рішення буде виявлена: струм з неправильно вибраним напрямком вийде негативним. Змінивши його напрямок, в подальших розрахунках можна вважати його позитивним.
Розрахункова схема містить 6 гілок, т. е. 6 невідомих струмів які треба розрахувати. Складемо систему з 6 незалежних рівнянь.
У розрахунковій схемі m=4 вузлових точки: 1,2, 3, 4. За першим законом Кірхгофа складемо k=m - 1=3 рівняння для вузлових точок 1, 3, і 4.
У розрахунковій схемі n=3 незалежних контури, для кожного контуру складаємо рівняння напруг за другим законом Кірхгофа. У ці рівняння входять струми в гілках, визначення яких становить найближчу ланцюг розрахунку, яка досягається спільним рішенням системи вузлових і контурних рівнянь.
Запишемо систему рівнянь для розглянутої схеми
Підставляємо чисельні значення опорів і ЕРС, отримуємо:
Дана система рівнянь матиме єдине рішення тільки тоді, коли визначник складений з коефіцієнтів при I1 - n НЕ буде дорівнює нулю. Позначимо цей визначник знаком Д. Якщо цей визначник не дорівнює нулю, то вирішуємо далі. Тоді кожен Ii=Дi/Д, де Дi - це визначник складений з коефіцієнтів при I1 - n, тільки значення коефіцієнтів у i - му стовпці замінені на значення за знаком рівності в системі рівнянь, а Д - це головний визначник.
Рішення
Головний визначник
Д=1 0 0 - 1 0 1 1 1 - 1 0 0 0 0 1 0 0 - 1 - 1 56 0 32 26 0 0 0 - 45 - 32 0 -...
