рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Краткий конспект лекций К первой части курса Теоретические основы электротехники

Краткий конспект лекций К первой части курса Теоретические основы электротехники - Конспект Лекций, раздел Электротехника,     Краткий Конспект Лекций...

 

 

Краткий конспект лекций

К первой части курса

«Теоретические основы электротехники»

5.1.02.05.01.

Введение

Электротехника – это область техники, осуществляющая применение электрической энергии во многих отраслях промышленности. Зарождение электротехники относят к периоду создания источника постоянного тока (начало 18 века) и последовавших затем открытий в области электричества и магнетизма. Электротехника изучает и систематизирует законы, которым подчиняются электрические явления.

Состояние элементов электротехнических устройств характеризуют интеграль­ные скалярные величины:

• ток , где − вектор плотности тока [А/м2]; − вектор элемента площади поперечного сечения проводника [м2];

• магнитный поток , где − вектор магнитной индукции [Т]; [Н/(А∙м)]; [Вб/м2]; [В∙с/м2];

• напряжение , где − вектор напряженности электрического поля [В/м]; − вектор элемента длины контура (пути) интегрирования [м].

Общие определения цепей и их параметров

Элементы электрической цепи, осуществляющие преобразование различных ви­дов энергии в электромагнитную, называются источниками (генераторами), или… Элементы, осуществляющие необратимое потребление электромагнитной энергии или…  

Активные элементы

Реальные источники энергии работают в одном из следующих режимов: источник напряжения - во всем диапазоне допустимых значений тока, при этом… источник тока - в рабочем диапазоне ток, генерируемый источником, слабо зависит от напря­жения на его зажимах.

Эквивалентные преобразования источников электрической энергии

 

Свойства линейных электрических цепей

Графическое изображение электрической цепи называется электрической схемой.   В общем случае электрическая цепь и, следовательно, схема, состоит из ветвей и узлов.

Основные уравнения электрических цепей. Законы Кирхгофа.

  Первый закон Кирхгофа применим не только к узлу, но и к любому контуру… Если к узлу присоединен источник тока, то ток этого источника также необходимо учитывать.

ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Основной задачей расчета электрической цепи является ее анализ, который заключается в определении токов, напряжений и мощностей по заданным их сопротивлениям и источникам электрической энергии. Для линейных цепей эти задачи имеют однозначное решение, которое получают в результате составления и решения системы алгебраических уравнений согласно законам Кирхгофа, Ома и Джоуля-Ленца.

В цепи постоянного тока ; .

Т.о. при протекании в цепи постоянного тока, его величину определяют только резистивные элементы.

Эквивалентные преобразования пассивных цепей

  2. Параллельное соединение – по 1-му закону Кирхгофа. , … 3. Смешанное соединение . Формула токового делителя: , .  

Расчет цепей по законам Кирхгофа

Уравнения, составленные по первому закону Кирхгофа для цепи с q узлами, будут независимыми лишь для узлов, так как урав­нение для последнего узла… Пример составления системы уравнений. Изображенная на рисунке цепь имеет ветвей и узла. Следовательно, необходимо иметь систему из шести уравнений. При этом…

Метод контурных токов

При составлении уравнений следует пользоваться следующими правилами: 1. В левой части уравнений записывают алгебраическую сумму всех падений… 2. В правой части уравнений записывают все ЭДС, входящие в рассматриваемый контур со знаком плюс, если их направление…

Метод узловых напряжений

При составлении уравнений следует пользоваться следующими правилами: 1. В левой части уравнения записывают произведение потенциала рассматриваемого… 2. Правая часть уравнений представляет собой алгебраическую сумму произведений ЭДС на соответствующие проводимости тех…

Метод наложения

Исключив из схемы источник тока J2 , найдем частичные токи в ветвях под воздействием источника ЭДС E1.

Свойство взаимности

Или иначе: Взаимная проводимость двух любых ветвей определяется отношением тока в одной… Рассмотрим электрическую цепь:

Теорема о компенсации

1. Ток цепи не изменится, если в ней сопротивление пассивного элемента заменить источником ЭДС, величина которого равна напряжению на этом элементе,… 2. Изменение тока ветви на величину ∆I при изменении сопротивления на… Рассмотрим электрическую цепь, в ветви которой надо определить приращение тока при изменении в этой ветви…

Метод эквивалентного источника напряжения

Метод основан на теореме об эквивалентном источнике, когда активный двухполюсник по отношению к рассматриваемой ветви может быть заменен…   Рассмотрим электрическую цепь.

Метод эквивалентного источника тока

Активный двухполюсник по отношению к рассматриваемой ветви можно заменить эквивалентным источником тока, ток которого равен току в этой ветви,… Применим этот метод к выше рассмотренной электрической цепи. Требуется найти ток I1 и ток I3.

Потенциальная диаграмма.

Под потенциальной диаграммой понимают график распределения потенциала вдоль какого-либо участ­ка цепи или замкнутого контура. По оси абсцисс на нем откладывают сопротивления вдоль контура, начиная с какой-либо произвольной точки, по оси ординат откладывают потенциалы. Каждой точке участка цепи или замкнутого контура соответствует своя точка на потенциальной диаграмме.

Потенциальная диаграмма строится, когда все токи и напряжения в цепи рассчитаны.

R

Отношение напряжения к сопротивлению рассматриваемого участка цепи будет соответствовать тангенсу угла наклона прямых, определяющих изменение потенциала, к оси абсцисс. Но поскольку ток в данной схеме остается неизменным, то и наклон прямых одинаков.

Баланс мощностей

, где п - число элементов схемы. Уравнение баланса мощностей можно записать в иной форме: .

Топология электрической цепи

Аналитическое описание свойств графа основывается на теории матриц и определителей. Геометрическое описание использует правила преобразования… Граф – это условное графическое изображение схемы, в которой его ветви (p) и… Перед составлением топологических матриц, ветви схемы (графа) нумеруют и ориентируют стрелками. Стрелки указывают…

Топологические матрицы графов

  Таблица У з л ы В е т в и …  

ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ С ИСТОЧНИКАМИ ГАРМОНИЧЕСКИХ ЭДС И ТОКОВ

Периодические напряжения и токи

Мгновенные значения периодических напряжений и и токов i повторяются через промежуток времени Т [с] , называемый периодом: , , где t – время. Число периодов (циклов) в единицу времени называют частотой периодических колебаний . В системе СИ…

Генератор синусоидального напряжения

Так как согласно закону Фарадея: , то .  

Временная диаграмма

 

Общий вид временной диаграммы рассмотрим на примере периодически изменяющейся во времени функции тока, мгновенное значение которой определено выражением:

.

Здесь Im - амплитуда гармонического тока (максимальное значение), [А];

- угловая частота (скорость изменения фазы тока), [с−1];

- фаза (аргумент синусоидального (косинусоидального) тока, отсчитываемый от точки перехода через нуль к положительному значению) [рад];

- начальная фаза (значение гармонически изменяющейся величины в момент времени t = 0), [рад].

 

Векторная диаграмма

Рассмотрим прямоугольную систему координатных осей NOM и условимся откладывать положительные углы против вращения часовой стрелки. … Полный цикл изменений ЭДС получится за один полный оборот вектора ОА. Таким образом, синусоидальную (косинусоидальную) функцию можно охарактеризовать вектором, длина которого определена ее…

Действующие и средние значения периодических ЭДС и токов

Обозначим через I такой постоянный ток, который за промежуток времени Т выделит в со­противлении R такое же количество тепла. Тогда имеем: , откуда . Величина I, определяемая последним ра­венством, называется действующим или сред­ним квадратичным значением…

Установившийся режим в цепи с последовательным соединением активного сопротивления, индуктивности и емкости

. Пусть (т.е. ). Тогда . Для входного напряжения получим: .

Установившийся режим в цепи с параллельным соединением активного сопротивления, индуктивности и емкости

Откуда . Подставляя эти выражения в записанное уравнение, получим: .

Энергетические соотношения в цепях синусоидального тока

Мгновенная мощность цепи: После подстановки значений и с последующим переходом к действующим значениям, выражение для мгновенной мощности…

Комплексный метод расчета электрических цепей

Существует несколько форм представления комплексного числа: - алгебраическая форма: ; - показательная (или экспоненциальная) форма: ;

Комплексные сопротивления и проводимости

, где R, X и z – активное, реактивное и полное сопротивления цепи. С другой стороны:

J2

1. Находим модуль: .

2. Находим аргумент: .

Окончательно: .

J2

1. Находим модуль: .

2. Находим аргумент: .

Окончательно: .

 

Перевод показательных величин в комплексную форму:

;

.

Основные законы электрических цепей в комплексной форме

Закон Ома в комплексной форме имеют вид: . Достоинство этих выражений заключается в том, что в них учи­тывается как связь… Первый закон Кирхгофа в применении к узлу: .

Мощность в комплексной форме. Баланс мощностей

. Вещественная часть комплексной мощности равна активной мощности Р, а мнимая… Баланс мощности:

Резонансные явления в электрических цепях.

Частотные характеристики.

Ранее было доказано, что действующее значение силы тока в R, L,C цепочке определяет соотношение: .  

Резонансными называют электрические цепи, в которых могут возникать явления резонанса напряжения или тока.

Резонанс напряжений

При резонансе в последовательной цепи напряжения на индуктивности и емкости могут значительно превышать приложенное напряжение. Это имеет место,… Превышение напряжения на реактивных элементах цепи над напряжением на зажимах… Так как , то оба этих условия сводятся к одному: . Эта величина имеет размерность сопротивления и называется…

Частотные характеристики последовательного R-L-C контура.

Зависимости параметров цепи (и т.д.) от частоты () называются частотными характеристиками. Примеры частотных характеристик приведены на рисунках.

 

Резонансные характеристики

Действующее значение тока в последовательном резонансном контуре: . Построим зависимости напряжений на элементах контура от частоты при поддержании на зажимах цепи постоянного…

Параллельный колебательный контур. Резонанс токов.

Из этого выражения видно, что взаимная компенсация реактивных проводимостей (угол ) достигается при условии когда: , притом, что . При резонансе реактивная проводимость цепи b = 0. Поэтому полная проводимость… Векторная диаграмма при резонансе имеет вид: Общий вектор тока является геометрической суммой…

Частотные характеристики цепи с параллельным соединением элементов.

Резонансные кривые при параллельном соединении элементов

режим постоянного тока от источника режим постоянного напряжения

 

Цепи с взаимной индукцией

При этом – коэффициент взаимной индукции (взаимная индуктивность). Степень индуктивной связи двух индуктивных элементов характеризует коэффициент… .

Последовательное и параллельное соединения

Индуктивно связанных катушек

При последовательном соединении катушек ток в них один и тот же, а приложенное напряжение должно преодолеть все ЭДС и сопротивления цепи. … В данном случае ЭДС самоиндукции и взаимной индукции имеют одинаковые знаки. … Тогда приложенное напряжение при обходе контура по направлению тока запишется в виде:

Трансформатор без стального сердечника

, где – напряжение на приемнике, и – сопротивление и индуктивность первичной и вторичной, катушек, соответственно.

– Конец работы –

Используемые теги: Краткий, Конспект, лекций, первой, части, курса, Теоретические, основы, электротехники0.136

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Краткий конспект лекций К первой части курса Теоретические основы электротехники

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по курсу Архитектурное материаловедение Конспект лекций по курсу Архитектурное материаловедение
ФГОУ ВПО ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ... ИНСТИТУТ Архитектуры и искусств... КАФЕДРА ИНЖЕНЕРНО строительных ДИСЦИПЛИН...

Социология. Краткий курс Социология. Краткий курс. : ООО Питер Пресс ; Санкт-Петербург; 2007 Социология. Краткий курс Предмет и история социологии Борис Акимович Исаев
Социология Краткий курс... RU http www litru ru bd b Социология Краткий курс ООО Питер Пресс Санкт Петербург...

Краткий курс механики в качестве программы и методических указаний по изучению курса Физика Краткий курс механики: Программа и методические указания по изучению курса Физика / С
Федеральное агентство железнодорожного транспорта... Омский государственный университет путей сообщения...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА- краткий курс КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования... МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ...

Курс лекций по деталям машин Детали машин являются первым из расчетно-конструкторских курсов, в котором изучаются основы проектирования машин и механизмов
Детали машин являются первым из расчетно конструкторских курсов в котором... Машина устройство выполняющее преобразование движения энергии материалов и информации В зависимости от функций...

КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ПОЛИТОЛОГИИ Для студентов 2-4 курсов всех форм обучения, всех специальностей
ХАРЬКОВСКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ГОРОДСКОГО... ХОЗЯЙСТВА... КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ПОЛИТОЛОГИИ Для студентов курсов всех форм обучения...

Курс офтальмологии КУРС ЛЕКЦИЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛЕКЦИЙ 1. Введение. Офтальмология и ее место среди других медицинских дисциплин. История офтальмологии. Анатомо-физиологические особенности органа зрения. 2. Зрительные функции и методы их исследования
Курс офтальмологии... КОРОЕВ О А...

Конспект лекций по курсу Основы педагогики
Ст преподаватель кафедры педагогики и проблем развития образования БГУ... Богомазов Алексей Петрович уч год... ЛЕКЦИЯ ПЕДАГОГИКА В СИСТЕМЕ НАУК О ЧЕЛОВЕКЕ История...

Лекция 1: Введение в курс Экономика организаций предприятий КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ
Лекция Введение в курс Экономика организаций предприятий Объект предмет структура... Лекция Предприятие и предпринимательство в рыночной... Основные понятия о предприятии Организационно правовые и организационно экономические формы...

Конспект лекций по курсу Физико-математические основы электромагнитной совместимости РЭС
ФГОБУ ВПО... Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики...

0.057
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам