Реферат: Резистивные электрические цепи и методы их расчета - 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

Резистивные электрические цепи и методы их расчета

Банк рефератов / Физика

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 1644 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Содержание Введение Методы расчета простых резистивных цепей Расчет резистивных электрических цепей методом токов ветвей Метод узловых напряжений (МУН ) Заключение Литература ВВедение Резистивными называются электрические цепи, в схему замещения которых входят только элементы активного сопротивления и источники. Чаще всего это цепи, составленные из резисторов. Основной особенностью резистивных цепей является отсутствие накопителей энергии – индуктивн о стей и емкостей. Поэтому в специальной литературе такие цепи часто наз ы вают цепями " без памяти " . Анализ резистивных цепей представляет собою простую задачу, так как колебания в резистивных цепях описываются линейными алгебраич е скими уравнениями. Полученные при рассмотрении резистивных цепей м е тоды анализа колебаний и основные теоремы теории цепей в дальнейших темах будут распространены на цепи общего вида. В этом прежде всего це н ность результатов анализа колебаний в резистивных цепях. Методы расчета простых резистивных цепей Простыми резистивными цепями называются такие цепи, элементы которых соединены или только последовательно, или только параллельно, или только последовательно и параллельно. Параллельное (последовательное) соединение нескольких однотипных элементов может быть заменено одним элементом. Поэтому простую цепь с одним источником путем объединения элементов, включенных только п а раллельно или только последовательно, можно свести к цепи, содержащей лишь один элемент. Резистивные цепи, которые указанны м путем не могут быть сведены к одному элементу активного сопротивления, называются сложными . Расчет простых резистивных цепей с одним источником производится с использованием закона Ома. При наличии нескольких источников испол ь зуется метод наложения. Рассмотрим методы расчета простых цепей на примерах, употребляя для краткости термины " резистор " вместо термина " элемент активного с о противления " . Параллельные цепи Пусть электрическая цепь содержит два резистора и источник тока (рис. 1.1). Рис. 1.1. Определим напряжение в цепи и токи в ветвях, если значения сопр о тивлений резисторов и задающий ток источника известны. Учитывая зада н ное направление тока и выбранное направления токов и , составляем уравнение по первому закону Кирхгофа: откуда Для резисторов выбрана согласная система отсчетов и поэтому : . Тогда Следовательно, эквивалентное сопротивление двух параллельно с о единяемых резисторов определяется из соотношения : , и равно отношению произведения соединяемых сопротивлений к их сумме : . Напряжение цепи находится как произведение тока источника на э к вивалентное сопротивление: Токи в ветвях вычисляются по закону Ома: . При дальнейшем использовании эти выражения условимся называть правилом деления тока между двумя ветвями , или просто правилом дел е ния тока : ток в данной ветви пропорционален отношению сопротивления соседней ветви к сумме сопротивлений обеих ветвей . Если использовать проводимости ветвей и , то правило деления тока можно записать так: . Ток в данной ветви пропорционален отношению проводимости этой ветви к сумме проводимостей ветвей . Последние соотношения можно об ъ единить в одно : , где – эквивалентная проводимость цепи. Для n параллельно соединенных резистор ов: . Последовательные цепи Пусть несколько резисторов сое динены последовательно (рис. 1.2 ). Рис. 1. 2 . Определим ток в цепи и напряжения на резисторах, если значения с о противлений и Э.Д.С. источника известны. По второму закону Кирхгофа получим : или Учитывая, что , выражение принимает вид: . Отсюда получается известная формула : где – эквивалентное сопротивление цепи. Напряжение на любом резисторе . Последовательная резистивная цепь может использоваться как дел и тель напряжения, причем правило деления напряжения таково: напряжение на данном резисторе пропорционально отношению его сопротивления к э к вивалентному сопротивлению цепи. Параллельно-последовательные цепи При расчете параллельно-последовательной цепи с одним источником необходимо путем объединения сопротивлений свести цепь или к параллельн о му или к последовательному соединению, сопротивления для которых уже и з вестны. Рис. 1. 3 . Например, в схеме рис. 1. 3 заменяем последовательное соединение р е зисторов и одним элементом с сопротивлением . Затем объединяем параллельное соединение элементов и . Наконец, заменяем последовательное соединение элементов и одним элементом с сопротивлением . Тогда токи в резисторах и вычисляем по правилу деления тока : ; . Токи и находим по правилу деления тока : ; Напряжения на резисторах по известным токам в них вычисляются по закону Ома. Расчет резистивных электрических цепей методом токов ветвей Расчет сложных резистивных цепей, т. е. цепей, не сводящихся к п о следовательному или параллельному соединению элементов, основывается на использовании законов Кирхгофа. Если цепь имеет элементов, то для нее по 1-му и 2-му законам Кирхгофа можно составить линейно незав и симых уравнений. Используя закон Ома, эти уравнения можно записать о т носительно искомых токов ветвей или относительно искомых напряжений на зажимах элементов. В методе токов ветвей (элементов) неизвестными, подлежащими определению, являются токи в элементах цепи. Существо м е тода рассмотрим на примере цепи, называемой удлинителем (схема рис. 1. 4 ). Рис. 1. 4 . Зададим (произвольно) направления отсчета токов в каждом элементе. Направления отсчета напряжений на зажимах каждого элемента выберем так, чтобы для всех элементов получить согласную систему отсчетов. Для с хемы, приведенной на рисунке 1.4 , по первому закону Кирхгофа, можно составить соответственно для узлов 1, 2 и 3 следующие три независ и мые уравнения: По второму закону Кирхгофа можно составить три независимых ура в нения, так как : Выберем контуры так, как показано на рисунке 1. 4 . По второму закону Кирхгофа : Учитывая, что напряжение на любом резисторе и перенеся известную величину в правую часть, получим: . В результате получено шесть линейно независимых уравнений относ и тельно такого же количества неизвестных токов. Таким образом, система ра з решима , и можно найти все токи и по ним вычислить напряжения на резист о рах. Если в цепи имеется источник тока, то в системе уравнений неизвес т ным будет напряжение на зажимах этого источника, а не ток через источник, поскольку он известен и равен задающему току источника. Общее число н е известных при этом сохраняется тем же. Число уравнений, которое необходимо составлять для расчета цепи рассматриваемым методом, равно числу элементов цепи. Поэтому метод т о ков ветвей используется редко. Можно существенно уменьшить число нео б ходимых уравнений, если применить другие методы анализа цепи. Метод узловых напряжений (МУН) В методе узловых напряжений неизвестными, подлежащими определ е нию, являются так называемые узловые напряжения, т. е. напряжения, кот о рые представляют собой разности потенциалов данного узла и узла, прин я того за базисный. Обоснование метода произведем на примере цепи, содержащей только рези сторы и источники тока (рис. 1.5 ). Рис. 1. 5 . В качестве базисного в ыберем узел 0. Такой выбор обусловлен тем, что к узлу 0 подключено наибольшее количество элементов. Введем узловые напряжения Количество узловых напряжений на единицу меньше числа узлов цепи. Чтобы выяснить правила составления уравнений для узловых напр я жений, введем в рассмотрение согласную систему отсчета направлений т о ков и напряжений. По первому закону Кирхгофа для узлов 1, 2, 3: Токи резистивных ветвей, подключенных к базисному узлу, выразим через узловые напряжения и проводимости ветвей: ; ; Токи остальных ветвей (элементов) выразим через межузловые напр я жения и проводимости элементов. ; ; Каждое из межузловых напряжений можно определить через соотве т ствующие узловые напряжения, так как ; и т. д. Эти же соотношения получаются и на основании второго закона Кирхгофа. Так, из следует . Тогда : ; Подставим теперь значения токов в исходную систему уравнений 1, 2, 3. После приведения подобных членов и переноса известных величин в пр а вую часть получим систему уравнений для искомых узловых напряжений или систему узловых уравнений цепи: Эта система из трех уравнений разрешима относительно трех искомых узловых напряжений. Когда узловые напряжения будут найдены, по ним в ы числяются токи в ветвях и межузловые напряжения с помощью соотнош е ний, приведенных выше. Таким образом, в методе узловых напряжений задача расчета цепи р е шается путем составления уравнений, тогда как в методе токов ветвей число уравнений равно числу элементов цепи. Произведем анализ уравнений 1-3 и выясним правила, по которым у з ловые уравнения можно записывать сразу, без промежуточных выкладок. Назовем сумму проводимостей ветвей, подключенных к узлу, со б ственной проводимостью узла. Например, для первого узла собственная пр о водимость Проводимость ветви, включенной между двумя узлами, назовем пр о водимостью связи или взаимной проводимостью узлов. Например, для узлов 1 и 2 взаимная проводимость . Любое из уравнений 1-3 отвечает следующим правилам. 1. В левую часть уравнения k -го узла со знаком " плюс " входит прои з ведение k -го узлового напряжения на собственную проводимость k -го узла; все остальные слагаемые имеют знак " минус " и являются произведениями напряжения соответствующего узла на взаимную проводимость между да н ными и k -м узлом. 2. В правую часть уравнения k -го узла входит алгебраическая сумма задающих токов источников, подключенных к этому узлу, причем со знаком " плюс " берутся токи, ориентированные к узлу. Составленная по этим правилам система узловых уравнений называе т ся " канонической " , если неизвестные расположены в порядке нарастания и н дексов, а уравнения в соответствии с номерами узлов. Для цепи, имеющей узлов, система имеет уравнений: Часть взаимных проводимостей цепи может быть равна нулю, если узлы не связаны между собой прямой ветвью, а имеют связь лишь через другие ветви. Обратим внимание, что для резистивной цепи взаимные проводимости и равны и поэтому определитель системы уравнений симметричен относительно главной диагонали. Метод узловых напряжений можно применять и для цепей, имеющих источники напряжения. В простейшем случае цепи с одним источником напряжения в качестве базисного узла принимается тот узел, к которому о д ним из своих зажимов подключен источник. Тогда узловое напряжение узла, к которому подключен второй зажим источника, оказывается известным: оно будет равно напряжению источника или отличаться от него знаком. Следов а тельно, при наличии источника напряжения число неизвестных и число н е обходимых уравнений сокращается. Пример. Составить систему узловых напряжений для цепи, схема к о торой изображена на рис. 1. 6 . Рис. 1. 6 . В качестве базисного выбираем узел 0 , к которому подключен исто ч ник напряжения (можно базисным считать узел 3). Вводим узловые напр я жения , как показано на схеме. По правилам, сформулированным выше составляем уравнения для первого и второго узла. Уравнение для тр е тьего узла составлять не требуется, так как его узловое напряжение известно: . Система имеет вид: Подставляя известное значение для и перенеся известные величины в правую часть, окончательно получим: При наличии в электрической цепи нескольких источников напряж е ния необходимо выбрать базисный узел так, чтобы все источники напряж е ния одним зажимом были подключены к нему. При этом число узловых уравнений сокращается на число источников напряжения, т. е. : Если такой базисный узел отсутствует, то задача разрешима при опр е деленных преобразованиях. При наличии в электрической цепи ветви с и с точником напряжения и последовательно включенной проводимостью, наиболее удобно произвести замену эквивалентным источником тока. При этом проводимость рассматривается как внутреннее сопротивление источн и ка напряжения. Сема рис. 1. 6 имеет семь элементов. По методу токов ветвей здесь п о требовалось бы составить шесть уравнений для шести неизвестных токов (ток источника задан). По методу узловых напряжений необходимо сост а вить только два уравнения. В общем случае выигрыш, полученный в методе узловых напряжений, тем больше, чем больше независимых контуров имеет цепь, поскольку число необходимых уравнений уменьшается на величину, равную количеству нез а висимых контуров. При использовании метода узловых напряжений целесообразно перед составлением уравнений объединить в один элемент резисторы, соедине н ные между собой простым узлом (т. е. последовательно), если такие узлы имеются в схеме. Тогда в схеме остается меньше узлов и потребуется сост а вить меньшее число уравнений. Заключение Напряжения и токи в параллельно-последовательных резистивных ц е пях с одним источником можно найти путем эквивалентных преобразований схемы заданной цепи. Для этого резисторы, соединены только параллельно и только последовательно, объединяются и заменяются их эквивалентами. П о добные преобразования проводятся до тех пор, пока схема цепи, преобраз у ется в схему параллельной или последовательной резистивной цепи. После этого вновь, шаг за шагом, восстанавливается схема цепи, и последовательно находятся напряжения и токи в ветвях цепи. Для нахождения токов и напряжений ветвей составляются уравнений по первому закону Кирхгофа и уравнений по вт о рому закону Кирхгофа. В результате получаем систему линейно-независимых уравнений, число кот о рых равно числу токов ветвей. Совместное решение этой системы позволяет найти все токи. Метод узловых напряжений является наиболее общим и широко пр и меняется для расчета электрических цепей, в частности, в различных пр о граммах автоматизированного проектирования электронных схем. Методические указания и задания курсантам для самостоятельной работы, список рекомендуемой литературы : подготовиться к следующей лекции по указанию преподавателя, Белецкий А. Ф. ТЛЭЦ, с. 49 - 58 , 63 - 67 , Качанов Н . С . и др. ЛРТУ , с. 2 8- 3 2 , 35-39. Литература Белецкий А. Ф. Теория линейных электрических цепей. – М.: Радио и связь, 1986. Бакалов В. П. и др. Теория электрических цепей. – М.: Радио и связь, 1998. Качанов Н. С. и др. Линейные радиотехнические устройства. М.: Воен. и з дат., 1974 В. П. Попов Основы теории цепей – М.: Высшая школа, 2000
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
Если на электронную почту постоянно валится порно-спам, то почему в подъездные почтовые ящики не бросают порнографические журналы?!
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по физике "Резистивные электрические цепи и методы их расчета", 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