Законы Ома и Кирхгофа для цепей постоянного тока Расчет разветвленной цепи постоянного тока Расчет трехфазной цепи переменного тока Трехфазный асинхронный двигатель Исследование цепи переменного тока Исследование генератора

Расчет электротехнических цепей Лабораторная работа

Среди основных методов измерения параметров электрических цепей можно назвать мостовые методы и метод, связанный с использованием соотношений закона Ома на пере-менном токе. Реализация цифровых приборов для измерения параметров электрических це-пей на основе мостовых методов сопровождается заметным усложнением их схемотехники и автоматизации процессов уравновешивания.

Переходные процессы в цепи с резистором и конденсатором

Короткое замыкание цепи с резистором и конденсатором (разряд конденсатора на резистор)

Рассмотрим переходный процесс при коротком замыкании цепи конденсатор – резистор (рис. 4.11), если предварительно конденсатор был заряжен до напряжения Установившийся ток и напряжение на конденсаторе равны нулю.

Уравнение по второму закону Кирхгофа для свободных составляющих

Учитывая, что , запишем

Характеристическое уравнение имеет вид  Общее решение дает свободную 

 составляющую напряжения

 

, (4.14)

где   – постоянная интегрирования;  – корень характеристического уравнения;  – постоянная времени цепи.

С учетом (4.14) и нулевого значения установившегося напряжения получим напряжение на конденсаторе

 

Переходный ток в цепи

Кривые изменения напряжения на конденсаторе и тока в цепи во времени, имеющие вид экспонент, показаны на рис. 4.12.

С энергетической точки зрения, переходный процесс характеризуется переходом энергии электрического поля конденсатора в тепловую энергию в резисторе.

 

Включение цепи с резистором и конденсатором на постоянное напряжение (заряд конденсатора)

Из схемы, приведенной на рис. 4.13 а, следует, что установившаяся составляющая напряжения на конденсаторе

,

а свободная – по (4.18)

.

На основании второго закона коммутации при  = 0 

следовательно:  или , откуда .


Рис. 4.13

Переходное напряжение на конденсаторе

  (4.15)

Переходный ток в цепи

  (4.16)

Зависимости напряжений и токов от времени показаны на рис. 4.13 б. Из них видно, что напряжение на конденсаторе возрастает по экспоненциальному закону от нуля до напряжения источника, а ток уменьшается от начального значения до нуля также по экспоненте. Длительность их изменения определяется постоянной времени .

Расчет переходных процессов в разветвленных цепях постоянного и синусоидального токов не входит в задачу настоящей книги.

Электрические цепи с взаимной индуктивностью При рассмотрении цепей синусоидального тока до сих пор учитывалось только явление самоиндукции катушек, обусловленное током в цепи. Цепи, в которых наводятся ЭДС между двумя (и более) взаимно связанными катушками, называются индуктивно связанными цепями. Рассмотрим явление возникновения ЭДС в одном из контуров при изменении тока в другом.

Понятие переходного процесса При изучении предыдущего материала рассматривались установившиеся режимы работы электрических цепей с сосредоточенными параметрами, т.е. режимы, которые устанавливаются в цепи при неизменных напряжении, токе, сопротивлении и др.

Цепи несинусоидального тока Причин отличия кривых токов и напряжений от синусоидальной формы несколько. Во-первых, в генераторах переменного тока кривая распределения магнитной индукции вдоль воздушного зазора из-за конструктивного несовершенства машин может отличаться от синусоиды. Это приводит к возникновению в обмотках несинусоидальной ЭДС.

  В теории линейных цепей предполагается, что параметры всех сосредоточенных элементов: сопротивление резистора , индуктивность катушки , емкость конденсатора  – являются неизменными, не зависящими от токов и напряжений. Это предположение является идеализацией.

Приборы, в основу которых положено использование соотношений закона Ома, про-ще с точки зрения схемотехнической реализации и автоматизированного получения резуль-тата измерения. Принцип измерения таких измерителей импеданса (иммитанса) основан на анализе прохождения тестового сигнала с заданной частотой через измеряемую цепь, обла-дающую комплексным сопротивлением. Напряжение рабочей частоты с внутреннего генера-тора подается на измеряемый объект
Исследование генератора постоянного тока смешанного возбуждения