Реферат Курсовая Конспект
Различают четырехполюсники симметричные несимметричные. - раздел Электротехника, Основные понятия Теории электрических цепей Если Поменять Местами Входные И Выходные Зажимы И При Этом Ре...
|
Если поменять местами входные и выходные зажимы и при этом режиме работы источника питания не изменится, то такой четырехполюсник симметричен.
Сопротивление между входными зажимами 11’ – называется входным сопротивлением четырехполюсника, а сопротивление между выходными зажимами 22’ – называется выходным сопротивлением.
U1 и I1 – входное сопротивление и ток
U2 и I 2 – выходное сопротивление и ток.
R2
1 2 Rвх=R1
R1 Rвых=R2+R1
1` 2`
Г - образный
R2
1 2 Rвх=R1+R2
Rвых=R2
1` 2`
Г – образный обратный
R2
1 2
Rвх=R1(R2+R3)/(R1+R2+R3)
R1 R3 Rвых=R3(R2+R3)/(R3+R1+R2)
1` 2`
П - образный
R1 R3
1 2
Rвх=R1+R2
R2
Rвых=R3+R2
1` 2`
Т – образный обратный
Коэффициент передачи по
напряжению, току и мощности.
Важнейшей характеристикой четырехполюсника является коэффициент передачи по напряжению К.
Коэффициент передачи является важнейшей характеристикой цепи и дает возможность рассчитывать напряжение на выходе по известному напряжению на входе.
U2=KU1; Um2=KUm1; Up(2)=KUp(1);
Коэффициент передачи любой линейной цепи не зависит от входного напряжения, а зависит только от параметров элементов, из которых состоит цепь, и способы их соединения.
Коэффициент передачи по току:
Коэффициент передачи по мощности:
Делители напряжения.
Простейшая схема делителя напряжения может быть представлена следующем виде:
Схема плавного напряжения.
Согласно закону Ома:
U1 = IR1 U1>U2
Схема ступенчатого делителя напряжения может быть представлена в следующем виде:
I U1 Согласно закону Ома:
R1
U=I(R1+R2) , U1=IR1 , U2=IR2
U
U2откуда
R2
U1=UR1/(R1+R2) , U2=UR2/(R1+R2)
U/U1=I(R1+R2)/IR1
UR1=U1(R1+R2)
U1=UR1/(R1+R2)
Отсюда видно, что в делителе напряжения
U1<U; U2<U;
чем и обусловлено его название.
Найдем коэффициенты передачи делителя, аналогичные коэффициентам передачи четырехполюсника.
где согласно
R=R1+R2 - входное сопротивление делителя.
Работа источника на переменную нагрузку. Условие получения максимальной мощности Pmax.
При исследовании цепи состоящей из постоянной ЭДС с внутренним сопротивлением Ri и переменного сопротивления R величина, которого изменяется от 0 до ∞ можно выделить следующие режимы работы:
1. При R=0 источник замыкается на свое сопротивление Ri , этот режим называется режимом короткого замыкания (К.З.).
2. При R=∞ цепь оказывается разомкнутой, и такой режим называется режимом холостого хода (Х. Х.).
Эти два режима будут предельными
3. ПриR=Riтакой режимназывается согласованным(номинальным)режимом
Определим изменение тока в цепи, напряжения на нагрузке, значение мощности рассеивания Pн на нагрузке, P0 на внутреннем сопротивлении и полной мощности Рп.
Определим изменение тока
По закону Ома для полной цепи
При R=∞ (режим Х.Х.)
При R=0 (режим К.З.)
т.е. при режиме К.З. сопротивление цепи будет наименьшим, а ток максимальным.
При R=Ri (режим С.Р.)
т.е. сопротивление возрастает в два раза по сравнению с режимом К.З.
Как видно при изменении сопротивления от 0 до ∞ ток изменяется от Imax до 0
Определим как изменяется напряжение U и U0
U0=IRi
При режиме Х.Х. Iх.х.=0 , U0=0
При режиме К.З. Iк.з.=E/Ri , U0=E U0=E/Ri×Ri=E
значит U0 изменяется от 0 до E.
U=E-U0=E-IRi
При Iх.х.=0 , тогда U=E-0Ri ; U=E
При Iк.з=E/Ri , тогда U=0
|
При R=Ri напряжения равны, т.е. U0=U=0,5E
Полная Мощность.
Pполн=E.I
При режиме Х.Х. I=Iх.х.=0 , Px.x.=0
При режиме К.З. I=Iк.з.=E/Ri , Pк.з.=E.Iк.з.=E.E/Ri=E2/Ri
График P0 идет ниже Pполн т.к. существует мощность рассеивания PH
P0=U0I=I2Ri
При режиме Х.Х. Iх.х.=0 , Px.x.0=0
При режиме К.З. Iк.з.=E/Ri , P0=Pк.з.=(E/Ri)2.Ri=E2/Ri
P=P-P0=EI-I2Ri
При режиме Х.Х. I=Iх.х.=0 , следовательно PH=0
При режиме К.З. I=Iк.з.=E/Ri , E=IRi
PH=EI-I2Ri=EIк.з.-Iк.з2.Ri
Подставим вместо Iк.з. его значение E/Ri
PH=E.E/Ri-(E2/Ri2).Ri=0
т.е. врежиме К.З. PH=0
Выяснив условие получения максимальной мощностиPн
Известно, что
PH=EI-I2Ri
Исследуем её на максимум, т.е. возьмем первую производную.
PH’=E-2IRi
Приравняем её к нулю
PH’=E-2IRi = 0
Определим ток, при котором мощность будет максимальной
Прировняв это выражение к закону Ома для всей цепи, видим, что мощность будет максимальной при условии, что P=Ri
Этот режим называется согласованным, ток в этом режиме равен половине тока короткого замыкания.
КПД генератора.
Мощность, вырабатываемая генератором равна
Pп=EI
Мощность, которая выделяется во внешней цепи
Pн=UI
Эта мощность полезная.
Полезная мощность меньше мощности вырабатываемой генератором на величину мощности потерь. Поэтому для оценки экономичности работы генератора вводится КПД.
КПД генератора называется отношение мощности отдаваемой во внешнюю цепь к мощности, вырабатываемой генератором.
Pн=I2R ; Pп=EI ;
но IR=U ; E=I(Ri+R)
тогда
Видно, что при R=0 η=0 (режим К.З.)
при R=R0 η=0,5(50%) (режим С.Х. )
при R= ∞ η=1(100%) (режим Х.Х.)
|
Резистивные цепи.
Все цепи делятся на две категории - цепи, состоящие из элементов, не накапливающих энергию (т.е. резисторов) и элементов накапливающих энергию (т.е. L и C).
Идеальным резистивным элементомназывается элемент полностью рассеивающий энергию.
В нем электрическая энергия расходуется необратимо, переходя в другие виды энергии.
Резистивный элемент называют ещё сопротивлением.
Если сопротивление является линейным, то R=const и закон Ома справедлив для постоянных и переменных токов и напряжений, когда U = U , i = I
Такой элемент имеет линейную ВАХ U(i).
Параметры линейных цепей не зависят от значений напряжений и токов.
Форма отклика в линейной цепи повторяет форму воздействия.
Для нелинейных резистивных элементов R=R(i) или G=G(U).
Для нелинейных сопротивлений закон Ома справедлив только в случае постоянных напряжений и токов.
Нелинейный элемент характеризуется нелинейной ВАХ.
Параметры нелинейных цепей зависят от значений напряжений и токов.
Форма отклика в нелинейной цепи отличается от формы воздействия.
Цепи с резисторами при различных соединениях.
Последовательное соединение резисторов.
Если сопротивления включены таким образом, что образуют неразветвленную цепь и по ним протекает один и тот же ток, то их соединение называется последовательным.
Свойства:
1.Цепь неразветвленная, поэтому через каждый резистор протекает один и тот же ток.
I=I1=I2=I3 ; (1)
2.Сумма падений напряжений в отдельных резисторах равна приложенному к цепи напряжению.
U=U1+U2+U3 ;(2)
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Электрическая цепь Составные части элементы электрической цепи можно разделить на две... Понятие об источниках электрических Сигналов и... Основные параметры Характеризующие электрический сигнал...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Различают четырехполюсники симметричные несимметричные.
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов