Реферат: Электрические цепи постоянного тока - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Электрические цепи постоянного тока

Банк рефератов / Физика

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 407 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

С одержание 1.Электрически е цепи постоянного тока 1.1. Основные понятия, опре деления и законы 1.2. Расчет линейных элект рических цепей с использованием законов Ома и Кирхгофа 1.3. Основные методы расче та сложных электрических цепей 1.3.1. Метод контурных токо в 1.3.2. Метод узловых потенц иалов 1.3.3. Метод эквивалентного генератора Литература ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 1.1 Основные понятия, определения и законы Электрической цепью называют совокупность устрой ств и объектов, образующих путь для э лектрического тока, электромагнитные процессы в которых мог ут быть описаны с помощью понятий об ЭДС, токе и напряжении. Элемент электрической цепи, параметры которого (сопротивление и др.) не з ависят от тока в нем, называют линейным, в противном случае — нелинейным. Линейная электрическая цепь — цепь, все элементы которой являются лине йными. Нелинейная электрическая цепь — цепь, содержащая хотя бы один нелинейн ый элемент. Электрическая схема — графическое изображение электрической цепи, со держащее условные обозначения ее элементов и способы их соединения. Эле ктрическая схема простейшей электрической цепи с источником ЭДС, облад ающим внутренним сопротивлением R 0 , и приемником электрической энерги и с сопротивлением R н , представлена на рис. 1.1. Рис. 1.1. Ветвь электрической цепи (схемы) — участок цепи с о дним и тем же током. Ветвь может состоять из одного или нескольких послед овательно соединенных элементов. Количество ветвей в электрической сх еме принято обозначать буквой « p ». Узел — место соединения трех и более ветвей. Ветви, присоединенные к одн ой паре узлов, называют параллельными. Число узлов принято обозначать бу квой « q ». Контур — любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям. Независимый контур — контур, в состав которого вхо дит хотя бы одна ветвь, не принадлежащая другим контурам. Число независи мых контуров в электрической схеме n = p - ( q - 1). В электрической схеме, представленной на рис. 1.2, три узла ( q = 3), пять ветвей ( p = 5), шесть контуров и три независи мых контура ( n = 3). Между у злами 1 и 3 имеются две параллельные ветви с источниками ЭДС Е 1 и Е 2 , между узлами 2 и 3 также имеются две параллельные ветви с резис торами R 1 и R 2 . Условные положительные направления ЭДС источников, токов в ветвях и нап ряжений между узлами или на зажимах элементов цепи необходимо задать дл я правильной записи уравнений, описывающих процессы в электрической це пи или ее элементах. На электрических схемах их указывают стрелками (см. р ис. 1.2): а) для ЭДС источ ников — произвольно, при этом полюс (зажим), к кот орому направлена стрелка, имеет более в ысокий потенциал по отн ошению к другому по люсу (зажиму); б) для токов в ветвях, содержащих источники ЭДС — совпадающими с н аправлением Э ДС, во всех других ветвях — произвольно; в) для напряжений — совпадающими с направлением тока в ветви или элементе цепи. Рис. 1.2 Источник ЭДС на электрической схеме можно заменить источником напряжения, при этом условное положительное направление на пряжения источника задается противоположным направлению ЭДС (см. рис. 1.2, напряжения U 1 и U 2) Закон Ома для участка цепи: I = U / R или U = RI . (1.1) Для ветви 1 – 2 (см. р ис. 1.2): U 3 = R 3 I 3 – наз ывают напряжением или падением напряжения на резисторе R 3 , I 3 = U 3 / R 3 – ток в резисторе. Первый закон Кирхгофа: сумма токов в узле равна нулю (1.2) где т — число ветвей, подключ енных к узлу. При записи уравнений по первому закону Кирхгофа токи, направленные к узл у, берут с одним знаком, как правило со знаком «плюс», а токи, направленные от узла, — с противоположным знаком. Например, для узла 1 (см. рис. 1.2) I 1 + I 2 - I 3 = 0. Второй закон Кирхгофа. Формулировка 1 : сумма ЭДС в любом контуре электрической цепи равна сумме паде ний напряжений на всех элементах этого контура (1.3а) г де n — число источников ЭДС в контур е, m — число элементов с сопротивлением R k в контур е, U k = R k I k — напряжение или падение напр яжения на k -м элементе к онтура. Формулировка 2: сумма напряже ний на всех элементах контура, включая источники ЭДС, равна нулю, т. е. (1.3б) При записи уравнений по второму закону Кирхгофа не обходимо: 1) задать условные положительные направления ЭДС, токов и напряжений; 2) выбрать направление обхода конту ра, для которого записывается уравнение; 3) записать уравнение, пользуясь од ной из формулировок, причем слагаемые, входящие в уравнение, берут со зна ком «плюс», если их условные положительные направления совпадают с напр авлением обхода контура, и со знаком «минус», если они противоположны. Например, для конт ура II (см. рис. 1.2) при указанном направлении обхода уравнения имеют вид E 2 = R 02 I 2 + R 3 I 3 + R 4 I 4 ( форму лировка 1) – U 2 + U 02 + U 3 + U 4 = 0. (формулировка 2) Вторым законом Кирхгофа можно пользоваться и для определения напряжен ия между двумя произвольными точками схемы. Для этого в уравнения (1.3) необ ходимо ввести напряжение между этими точками, которое как бы дополняет н езамкнутый контур до замкнутого. Например, для определения напряжения U ab (см. рис. 1.2) можно напи сать уравнение U 0l – U 02 – U ab = 0, откуда U ab = E 1 – E 2 = U 1 – U 2 . Закон Джоуля-Ленца: количество теплоты, выделяемой в элементе электриче ской цепи, обладающем сопротивлением R, за время t равно: Q = PI 2 t = GU 2 t = UIt = Pt, (1.4) г де G = 1 / R – электрическая проводимост ь, Р = UI – электрическая мощность. 1.2 Расчет линейных электрических цепей с использов анием законов Ома и Кирхгофа Законы Ома и Кирхгофа используют, как правило, при ра счете относительно простых электрических цепей с небольшим числом кон туров, хотя принципиально с их помощью можно рассчитать сколь угодно сло жные электрические цепи. Однако решение в этом случае может оказаться сл ишком громоздким и потребует больших затрат времени. По этой причине для расчета сложных электрических цепей разработаны более рациональные м етоды расчета, основные из них рассмотрены ниже. При расчете электрических цепей в большинстве случаев известны параме тры источников ЭДС или напряжения, сопротивления элементов электричес кой цепи, и задача сводится к определению токов в ветвях цепи. Зная токи, м ожно найти напряжения на элементах цепи, мощность отдельных элементов и электрической цепи в целом, мощность источников и др. Для определения токов в ветвях электрической цепи необходимо составит ь систему из « p » уравне ний и решить ее относительно токов. При этом по первому закону Кирхгофа з аписывают ( q – 1) уравне ний для любых узлов цепи, а недостающие n = p – ( q – 1) уравнений записыв ают по второму закону Кирхгофа для n независимых контуров. 1.3 Основные методы расчета сложных электрических ц епей 1.3.1 Метод контурных токов (МКТ) При расчете цепи этим методом составляют систему уравнений по второму з акону Кирхгофа для всех независимых контуров. Затем полагают, что в кажд ом независимом контуре «к» протекает свой контурный ток I кк условно е положительное направление которого совпадает с направлением обхода этого контура. Если ветвь является общей для нескольких контуров, то ток в ней будет равен алгебраической сумме контурных токов, замыкающих эт у ветвь. В общем случае система уравнений для цепи, имеющей и независимых контуро в имеет следующий вид: R 11 I 11 + R 12 I 22 + R 13 I 33 +… + R 1n I nn = E 11 , R 21 I 11 + R 22 I 22 + R 23 I 33 + … + R 2n I nn = E 22 , (1.5) R 31 I 11 + R 32 I 22 + R 33 I 33 + … + R 3n I nn = E 33 , …………………………………………... R n1 I 11 + R n2 I 22 + R n3 I 33 + … + R nn I nn = E nn , где E 11 , E 22 , E 33 , … , E nn – контурные ЭДС, равные алгебраической сумме ЭДС в соответс твующих контурах, причем ЭДС считают положительными, если их условные по ложительные направления совпадают с направлением обхода контура (конт урного тока), и отрицательными, если их направления противоположны; R 11 , R 22 , R 33 , … , R nn — собственные сопротивлени я тех же контуров, равные сумме сопротивлений всех резисторов, принадлеж ащих соответствующему контуру; R 12 = R 21 , R 23 = R 32 и так да лее — взаимные сопротивления контуров, равные сумме сопротивлений рез исторов, принадлежащих одновременно двум контурам, номера которых указ аны в индексе. При этом взаимные сопротивления надо принимать: а) положит ельными, если контурные токи в них направлены одинаково; б) отрицательны ми, если они направлены встречно; в) равными нулю, в) равными нулю, если конт уры не имеют общей ветви. Число независимых контуров, следовательно, и уравнений, определяют из со отношения n = p – ( q – 1), где по-прежнему p — число ветвей, а q – число узлов. Таким образом, М КТ позволяет понизить порядок системы уравнений на ( q – 1). После решения системы урав нений относительно контурных токов определяют токи в ветвях, предварит ельно задав их условные положительные направления. Например, для схемы (рис. 1.3), имеющей три независимых контура I , II и III с контурными токами I 11 , I 22 и I 33 в них, система уравнений име ет вид R 11 I 11 + R 12 I 22 + R 13 I 33 = E 11 , R 21 I 11 + R 22 I 22 + R 23 I 33 = E 22 , (1.6) R 31 I 11 + R 32 I 22 + R 33 I 33 = E 33 , где E 11 = E 1 – E 2 , E 22 = E 2 , E 33 = – ; R 11 = R 1 + R 2 , R 22 = R 2 + R 3 + R 4 , R 33 = R 4 + R 5 ; R 12 = R 21 = – R 2 , R 23 = R 32 = – R 4 , R 13 = R 31 = 0 Рис. 1.3 Токи в ветвях при указанных на схеме условных полож ительных направлениях: I 1 = I 11 , I 2 = I 22 – I 11 , I 3 = I 22 , I 4 = I 22 – I 33 , I 5 = – I 33 Если некоторые токи в ветвях окажутся отрицательн ыми, его означает, что действительные направления токов в них противопол ожны условно принятым. 1.3.2 Метод узловых потенциалов (МУП) Ток в любой ветви электрической цепи можно определ ить по известным потенциалам узлов, к которым она подключена, или напряж ению между этими узлами. Согласно второму закону Кирхгофа для любой ветви э лектрической цепи, схема которой приведена на рисунке, при заданных усло вных положительных направлениях ЭДС, тока и напряжения и указанном напр авлении обхода контура можно написать уравнение - U km + R km I km = E km , откуда I km = ( E km + U km )/ R km = [ E km + ( ц k – ц m )] G km (1.8) где U km = ( ц k - ц m ) — напряжение между узлами « k » и « m », а ц k и ц m — потенциалы этих узло в, причем ц k > ц m G km = 1/ R km – проводимость ветви. Метод расчета электрических цепей, в котором в качестве неизвестных при нимают потенциалы узлов схемы, называют методом узловых потенциалов. Ме тод более эффективен по сравнению с методом контурных токов в случае, ес ли число узлов в схеме меньше или равно числу независимых контуров, так к ак в любой электрической цепи потенциал одного из узлов можно принять ра вным нулю, а число узлов, потенциалы которых следует определить относите льно этого узла, станет равным ( q -1). Система уравнений для неизвестных потенциалов любой электрической цеп и, имеющей q узлов, мож ет быть получена из системы уравнений, составленной по первому закону Ки рхгофа для ( q - 1) узлов, е сли в ней токи в ветвях выразить через потенциалы узлов в соответствии с (1.8). В общем случае эта система имеет вид G 11 ц 1 + G 12 ц 2 + G 13 ц 3 + … + G 1 n ц n = I y 1 , G 21 ц 1 + G 22 ц 2 + G 23 ц 3 + … + G 2 n ц n = I y 2 , (1.9) G n 1 ц 1 + G n 2 ц 2 + G n 3 ц 3 + … + G nn ц n = I yn где n = ( q - 1); ц 1 , ф 2 …ц n — потенциалы 1, 2, … n узлов относительно узла q , потенциал которого при нят равным нулю; G kk — сумма проводимостей всех в етвей, подключенных к узлу k ; G kj = G jk — сумма проводимостей ветвей между узлами « j » и « k », взятая со знаком «минус». Есл и же между узлами « j » и « k » нет ветвей, то при нимают G kj = G jk = 0; I yk — узловой ток, равный сумме токов всех ветвей, содержащих ист очники ЭДС и подключенных к узлу « k », причем каждый из них определяется по уравнению (1.8) при U km = 0. Токи, направленные к узлу, берут со знаком «плюс», а от узла — со знаком «минус». После решения сис темы (1.9) относительно узловых потенциалов определяют напряжения между у злами U km и токи в ветвях в соответствии с (1.8). Токи в ветвях, не содержащих источников ЭДС, определяют аналогично, пола гая в уравнении (1.8) E km = 0. Например, для электрической цепи (см. рис. 1.3), если принять потенциал узла 3 р авным нулю ( ц 3 = 0), система уравнений будет иметь вид G 11 ц 1 + G 12 ц 2 = I y 1 , (1.10) G 21 ц 1 + G 22 ц 2 = I y 2 , где Метод узловых потенциалов особенно эффективен пр и расчете электрических цепей с двумя узлами и большим количеством пара ллельных ветвей, при этом, если принять потенциал одного из узлов равным нулю, например, j 2 = 0, то напряжение между узлами буд ет равно потенциалу другого узла (1.11) где п — число параллельных ветвей цепи, а m — число ветвей, содержащих ист очники ЭДС. Рис. 1.4 1.3.3 Метод эквивалентного генератора (МЭГ) Метод позволяет в ряде случаев относительно прост о определить ток в какой-либо одной ветви сложной электрической цепи и и сследовать поведение этой ветви при изменении ее сопротивления. Сущнос ть метода заключается в том, что по отношению к исследуемой ветви сложна я цепь заменяется эквивалентным источником (эквивалентным генератором — ЭГ) с ЭДС Е г и внутренним со противлением R г . Например, по отношению к ветви с резистором R 3 электри ческую схему, приведенную на рис. 1.4, а, можно заменить эквивалентной (см. ри с. 1.4, б). Если известны ЭДС и сопротивление эквивалентного генератора, то ток вет ви может быть найден как I 3 = E г / ( R г + R 3 ) (1.12) и задача сводится к определению значений Е г и R г . Уравнение (1.12) справедливо при любых значениях сопротивления резистора R 3 . Так, при холостом ходе ЭГ, когда узлы 1 и 2 разомкнуты, I 3 = 0 и Е г = U 0 , где U 0 = (ц 1 – ц 2 ) — напряжение холостого хода эквивалентного гене ратора, ц 1 и ц 2 — потенциалы узлов 1 и 2 в этом режиме. При коротком замыкании ветви ( R 3 = 0) ток в ней I кз = E г / R г = U 0 / R г , откуда вну треннее сопротивление ЭГ R г = U 0 / I кз . Та ким образом, для определения параметров эквивалентного генератора нео бходимо рассчитать любым из известных методов потенциалы узлов ц1 и ц2 в режиме холостого хода ЭГ и ток короткого замыкания в исс ледуемой ветви. Приведенный метод определения параметров эквивалентного генератора я вляется наиболее универсальным, однако в ряде случаев сопротивление R г , проще рассчитать как эквивалентное сопротивление между раз омкнутыми узлами исследуемой ветви сложной цепи в предположении, что вс е источники ЭДС в цепи закорочены, как показано на рис. 1.4, в. Литература 1. Иванов И. И., Лукин А. Ф., Соловьев Г. И. И 20 Электротехника . Основные положения, примеры и задачи. 2-е изд., исправленное. — СПб.: Издательство «Лань», 2002. 2. Иванов И. И., Равдоник В.С. Электротехника: У чебник для вузов. — М.: Высшая школа, 1984. 3. Электротехнический справочник. В 3-х т. Т. 1. Э45 Общие вопросы. Электротехниче ские материалы/ Под общ. ред. профес соров МЭИ В. Г.Герасимова, П. Г. Грудинского, Л. А. Жукова и др. — 6-е изд., испр. и д оп. — М.: Энергия, 1980.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Хорошо бы, если после Дня знаний обязательно проходила Ночь умений.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по физике "Электрические цепи постоянного тока", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru