Презентация Основные свойства электрических цепей: принцип эквивалентности, преобразование схем. онлайн

Содержание слайда: Основные свойства электрических цепей: принцип эквивалентности, преобразование схем. Методы анализа сложных электрических цепей постоянного тока: применение законов Кирхгофа, метод контурных токов. Уравнение баланса электрической мощности. В основе методов преобразования электрических схем лежит принцип эквивалентности, согласно которому токи и напряжения в ветвях схемы не затронутых преобразованием остаются неизменными. Последовательное соединение элементов: Последовательное соединение резистивных элементов: Последовательное соединение индуктивных элементов: Последовательное соединение ёмкостных элементов:

Содержание слайда: Параллельное соединение элементов: Параллельное соединение резистивных элементов: 2. Параллельное соединение индуктивных элементов: 3. Параллельное соединение ёмкостных элементов: 4. Смешанное соединение резистивных элементов:

Содержание слайда: Преобразование из «звезды» в «треугольник» и обратно Для сопротивлений из «звезды» в «треугольник» Для проводимостей из «звезды» в «треугольник» Для сопротивлений из «треугольника» в «звезду» Для проводимостей из «треугольника» в «звезду»

Содержание слайда: Методы анализа сложных электрических цепей постоянного тока: применение законов Кирхгофа, метод контурных токов. Уравнение баланса электрической мощности. Анализ электрических цепей с одним источником энергии проводится двумя методами: методом эквивалентного преобразования (свертывания схемы) и методом пропорциональных величин. При методе свертывания схемы определяется входное или эквивалентное сопротивление путем преобразования сопротивлений: параллельного соединения в последовательное и обратно, треугольника в звезду и обратно и т.д., что упрощает отдельные участки схемы и приводит к одному эквивалентному (входному) сопротивлению относительно зажимов источников питания. В результате схема упрощается и расчет такой схемы можно произвести , используя закон Ома. К методом анализа сложных цепей относятся: Метод, основанный на применении законов Кирхгофа. Метод контурных токов. Метод узловых потенциалов. Метод наложения. Метод эквивалентного генератора. Классическим методом расчета электрических цепей с несколькими источниками является непосредственное применение законов Кирхгофа.

Содержание слайда: При расчете электрических цепей с применением законов Кирхгофа необходимо: 1. Выбрать положительное направление токов во всех ветвях схемы; 2. Выбрать положительное направление обхода контура; 3. Составить уравнения по законам Кирхгофа; по первому закону Кирхгофа составить nу-1 уравнение, по второму закону Кирхгофа составить nв –nу +1. Общее число уравнений равно числу ветвей в схеме; 4. Полученную систему уравнений решают относительно неизвестных токов. Составим систему уравнений для нахождения токов ветвей для схемы, изображенной на рисунке: Данная схема имеет четыре узла и шесть ветвей. Система уравнений по законам Кирхгофа имеет следующий вид:

Содержание слайда: Имеем систему из шести уравнений с шестью неизвестными. Выразив токи I1, I2, I5 через I4, I6,I3, получим: Решая данную систему уравнений, можно найти токи ветвей. Число совместно решаемых уравнений равно числу ветвей схемы (числу неизвестных токов ветвей), поэтому его применение не всегда целесообразно. В качестве переменных в методе контурных токов принимаются контурные токи. В схеме выделяют независимые контуры. В каждом контуре произвольно выбирают направление контурных токов. За контурные токи удобно принять токи внешних ветвей схемы, которые входят только в данный контур. Уравнения составляются на основе второго закона Кирхгофа, выражая токи ветвей через контурные токи.

Содержание слайда: Для каждого контура пишем второй закон Кирхгофа: Выразим токи ветвей через контурные: После преобразования получим следующую систему уравнений: Решив систему уравнений относительно контурных токов, находятся токи ветвей. Правильность решения по методу контурных токов осуществляется на основании второго закона Кирхгофа.

Содержание слайда: Уравнение баланса электрической мощности. Баланс мощностей – алгебраическая сумма мощностей, отдаваемых независимыми источниками равняется алгебраической сумме мощностей, потребляемых потребителями. Где - алгебраическая сумма мощностей, генерируемая источниками э.д.с.; - алгебраическая сумма мощностей, генерируемая источниками тока; - суммарная мощность, потребляемая потребителями в цепи. Эти суммы алгебраические. Источник может как вырабатывать, так и потреблять электрическую энергию (заряд аккумулятора).

Содержание слайда: Если направления ЭДС и тока через источник ЭДС совпадают, мощность источника записывают в уравнении баланса мощностей с положительным знаком. Он работает в режиме генератора. При противоположных направлениях ЭДС и тока мощность в уравнении баланса учитывают с отрицательным знаком (режим потребителя). Определение знака мощности источника тока поясняет, на котором показана разметка зажимов источника тока, вырабатывающего (а) или потребляющего (б) электрическую энергию. Ток и напряжение U направлены в сторону уменьшения потенциала, что и позволяет разметить зажимы источника. Мощность потребителей (нагрузок) Эта сумма арифметическая. Погрешность расчета не должна превышать (1–3) %.