Расчет электрической цепи с использованием Законов Кирхгофа. Баланс мощностей.

1. Определяем число ветвей, узлов и называемых контуров.

2. Записываем уравнение по первому закону Кирхгофа, их количество на одно меньше, чем количество узлов на схеме. Остальные уравнения записывают по 2 закону Кирхгофа для независимых контуров. Общее число уравнений ровно количеству независимых контуров.

I₁ = I₂ + I₃; У1; I₁ - I₂ - I₃ = 0; К1; IR1-I2R2=Е1-Е2

Правильность решения проверяется уравнением баланса мощностей, развиваемые источником ровны сумме мощностей всех приемников.

Метод контурных токов. Расчет электрической цепи методом контурных токов.

Это метод расчета сложных электро-цепей несиальными контурами и нисколенейными источниками электро-энергии.В основе метода лежит Законы Кирхгофа и два предположения:

1 В каждлм контуре протекают независимые друг от друга расчетные токи, независимыми контурами.

2.Ток каждой ветви равен Алиграической сумме контурных токов замыкающихся через эту ветв.В процессе расчета опредиляют независимые контуры, задают условия положения контурных токов. По 2-му Закону Кирхгофа состовляют контурные кравнения. Их число равно числу контурных токов.

Метод преобразования в цепях постоянного тока.

1. Приобразование последовательно соединенных резисторов. При последлвательном соединении общее сопротивление ровно сумме последовательного соединенных резисторов.

2. Приобразование параллельно соединенных резисторов- при последовательном соединении ток через все элементы протекает один и тотже. При параллельном соединении все элементы присоединяются к одной и той же паре узлов.

3.Приобразование схемы резисторов при смешанном соединении резисторов- это комбинация последовательного и параллельного соединения.

Однофазные электрические цепи переменного тока. Основные понятия. Цепь с активным сопротивлением.

Большинство потребителей электрической энергии работает на переменном токе. В настоящее время почти вся электрическая энергия вырабатывается в виде энергии переменного тока. Это объясняется преимуществом производства и распределения этой энергии. Переменный ток получают на электростанциях, преобразуя с помощью генераторов механическую энергию в электрическую. Основное преимущество переменного тока по сравнению с постоянным заключается в возможности с помощью трансформаторов повышать или понижать напряжение, с минимальными потерями передавать электрическую энергию на большие расстояния, в трехфазных источниках питания получать сразу два напряжения: линейное и фазное. Кроме того, генераторы и двигатели переменного тока более просты по устройству, надежней в работе и проще в эксплуатации по сравнению с машинами постоянного тока. Широкое применение в электрических цепях находят периодические ЭДС, напряжения и токи.

Периодические величины изменяются во времени по значению и направлению, причем эти изменения повторяются через некоторые промежутки времени Т, называемые периодом.

На практике подавляющее большинство промышленных источников переменного тока (генераторы электростанций) создают ЭДС, изменяющуюся по синусоидальному закону.

Преимущества такого закона:

а) простота получения;

б) напряжение легко трансформируется;

в) синусоидальная функция является единственной, которая в процессе интегрирования и дифференцирования не меняет своей формы и в процессе передачи и преобразования (в процессе трансформации) напряжения временная зависимость остается неизменной, т.е. синусоидальной.

Любая периодическая величина, изменяющаяся по синусоидальному закону, имеет ряд характерных параметров:

1. период - Т [c];

2) частота - f [Гц].

Величина обратная периоду называется частотой:

.

3) Циклическая частота - ω =2π f.

4) Мгновенное значение - значение периодически изменяющейся величины в рассматриваемый момент времени.

5) Амплитудное значение

Максимальное значение или амплитуду ЭДС, напряжения и тока обозначают - E_m, U_m, I_m..

6) Действующее значение

Действующее значение ЭДС, напряжения и тока обозначают - E, U, I.

Для количественной оценки синусоидального тока, который в течение времени непрерывно, периодически изменяется, используют значение постоянного тока, эквивалентное значению переменного тока по совершаемой работе. Такое значение будет действующим для синусоидального тока.

Действующим (или эффективным)значением синусоидального тока называют такое значение постоянного тока, при протекании которого в одном и том же резисторе с сопротивлением R за время одного периода Т выделятся столько же тепла, сколько при прохождении синусоидальнего тока.

Когда в электрическую цепь переменного тока подключается активное сопротивление R, то под воздействием разницы потенциалов источника в цепи начинает течь ток I. В тех случаях, когда изменение напряжения происходит по синусоидальному закону, который выражается, как u = U_m sin ω t, то изменение тока i также идет по синусоиде:

Активное сопротивление

Так что получается, что изменение напряжения и тока происходят по одинаковым законам. При этом через нулевое значение они проходят одновременно и своих максимальных значений также достигают одновременно. Из этого следует, что когда в электрическую цепь переменного тока подключается активное сопротивление R, то напряжение и ток совпадают по фазе.