СССР. Законы коммутации в основном процессы коммутации определяются индуктивными и емкостными характеристиками электроцепи
 Скачать 1.14 Mb.
|
  22. 1) Пусть в цепи угол сдвига фаз между током напряжением -  (рис.2.8) Рис. 2.8. Треугольник напряжений Спроектируем вектор напряжения на вектор тока. Вектор, совпадающий по фазе с током, это - активная составляющая напряжения Ua, перпендикулярный току, это - реактивная составляющая напряжения Up. Треугольник, в котором один катет - активная составляющая напряжения, другой катет - реактивная составляющая напряжения, а гипотенуза - напряжение в цепи U, называется треугольником напряжений (рис. 2.8). разделим все стороны треугольника напряжений на ток, получим треугольник сопротивления (рис. 2.9).  Рис. 2.9. Треугольник сопротивления Из треугольника напряжений (рис. 2.8): модуль напряжения  ;  .Из треугольника сопротивлений (рис. 2.9): модуль полного сопротивления  ;  .Спроектируем вектор тока на вектор напряжения (рис.2.10).  Рис. 2.10. Треугольник тока Вектор, совпадающий по фазе с напряжением - это активная составляющая тока Ia, перпендикулярный напряжению - это реактивная составляющая тока Ip. Треугольник, у которого один катет - активная составляющая тока, другой катет - реактивная составляющая тока, а гипотенуза - ток в цепи I, называется треугольником токов (рис. 2.10). Разделим все стороны треугольника тока на напряжение, получим треугольник проводимостей (рис. 2.11).  Рис. 2.11. Треугольник проводимостей Из треугольника тока (рис. 2.10):  ;  .Из треугольника проводимостей (рис. 2.11):  ;  .2) В цепи переменного тока различают три вида мощности. 1. Активная мощность Р, обусловленная наличием в цепи активного сопротивления R. В активном сопротивлении происходит необратимое преобразование электрической энергии в другие виды, например, в резисторе происходит преобразование электрической энергии в тепловую энергию  Единица измерения активной мощности – ВАТТ. 2. Реактивная мощность Q, обусловленная наличием реактивных элементов (катушек и конденсаторов)  Единица измерения ВАр – ВОЛЬТ-АМПЕР реактивный. На реактивных сопротивлениях ХL и ХC имеет место процесс колебания энергии от катушки индуктивности к конденсатору и наоборот, необратимых преобразований нет. Для индуктивного элемента QL > 0, для емкостного элемента QC < 0. При последовательном соединении L и C суммарная реактивная мощность  3. Кроме активной и реактивной мощностей, цепь синусоидального тока характеризируется полной мощностью S. Единица измерения ВА (ВОЛЬТ – АМПЕР).    23. 1) Мгновенной мощностью p(t) называют произведение приложенного к цепи мгновенного напряжения u(t) на мгновенное значение тока i(t) в этой цепи.   2) 24. 1) Трёхфазную симметричную ЭДС получают с помощью трёхфазных синхронных генераторов (рис. 1.25).  Для этого одинаковые обмотки в статоре располагают под углом 120°. При вращении ротора создаваемое им магнитное поле индуцирует в одинаковых обмотках одинаковые синусоидальные ЭДС. Сдвиг обмоток в пространстве обусловливает сдвиг синусоидальных ЭДС по фазе на угол 120°. Под фазой в трехфазных цепях понимают обмотку генератора вместе с присоединенной к ней внешней цепью. Нагрузка в трехфазных цепях бывает симметричной, если Za = Zb = Zc, и несимметричной. Способы соединения источника и приемников в трехфазных цепях: 1. Соединение звездой с нулевым (нейтральным) проводом (четыре провода). Применяется при любой нагрузке. 2. Соединение звездой без нулевого провода (три провода). Применяется при симметричной нагрузке. 3. Соединение треугольником (три провода). Применяется при любой нагрузке. 2) Если нагрузки (приемники) соединены в трехфазную цепь по схеме «звезда» (рис.1), то к сопротивлениям нагрузки приложены фазные напряжения. Линейные токи равны фазным и определяются по закону Ома:    а ток в нейтрали равен векторной сумме этих токов: IN = IA + IB + IC.  25. 1)  Соединение резисторов звездой: а — расположение резисторов вдоль лучей звезды, б — параллельное расположение резисторов  Соединение резисторов треугольником: а — расположение резисторов вдоль сторон, б — параллельное расположение резисторов 2) 26. 1) комплексный метод, или метод комплексных амплитуд, удобен при расчетах сложных цепей переменного тока.   Из курса физики нам известно, что переменный ток — это такой ток, который изменяется во времени как по величине, так и по направлению. В технике встречаются различные формы переменного тока, однако наиболее распространен сегодня ток переменный синусоидальный, именно такой используется всюду, при помощи него электроэнергия передается, в виде переменного тока она генерируется, преобразуется трансформаторами и потребляется нагрузками. Синусоидальный ток периодически изменяется по синусоидальному (гармоническому) закону.  Действующие значения тока и напряжения меньше амплитудных значений в корень из двух раз:  В комплексном методе действующие значения токов и напряжений записывают так:  Обратите внимание, что в электротехнике мнимая единица обозначается буквой «j», поскольку буква «i» уже занята здесь для обозначения тока. Из закона Ома определяют комплексное значение сопротивления:  Сложение и вычитание комплексных значений осуществляется в алгебраической форме, а умножение и деление — в показательной форме. 2)  27. 1) ЗАКОН ОМА В отличие от обычной формы закона Ома, в комплексной форме напряжение, токи, сопротивления и ЭДС записываются как комплексные числа. Данное нововведение основано на том, что в цепях переменного тока существуют активные и реактивные значения напряжений, токов и сопротивлений, что требует определенных корректив. Итак, вместо активного сопротивления R, которое используется в основном в цепях постоянного тока, запишем полное (комплексное) сопротивление цепи Z. Падение напряжения, ток и ЭДС тоже становятся комплексными величинами. При практических расчетах удобнее пользоваться действующими значениями. Запишем формулу закона Ома в комплексной форме:  гдеZ – комплексное (полное) сопротивление, Y – комплексная (полная) проводимость.  гдеr – активное сопротивление, x – реактивное сопротивление, z – полное сопротивление, g – активная проводимость, b – реактивная проводимость, y – полная проводимость, j – комплексная единица, j=√(-1). ЗАКОН ГИРХГОФА Первый закон Кирхгофа в комплексной форме Алгебраическая сумма комплексных токов, сходящихся в узловой точке электрической цепи, равна нулю, т.е.:  Можно принять, что со знаком «+» берутся токи, которые идут к узлу, а со знаком «-» - токи, которые идут от узла. Второй закон Кирхгофа в комплексной форме Алгебраическая сумма комплексных ЭДС в любом замкнутом контуре электрической цепи равна алгебраической сумме комплексных падений напряжений и алгебраической сумме комплексных напряжений в этом же контуре. Математически можно записать второй закон Кирхгофа:  2) При коротких замыканиях в фазах нагрузки или между линейными проводами токи резко возрастают и происходит аварийное отключение установки защитой. Обрывы фаз или линейных проводов при соединении нагрузки в треугольник не приводят к перегрузкам по токам или напряжениям, как это иногда случается при соединении нагрузки в звезду. При обрыве одной фазы нагрузки (рис. 8.5.1) ток этой фазы становится равным нулю, а в оставшихся двух фазах ток не меняется. Два линейных тока уменьшаются в  раз, т. е. становятся равными фазному току, а третий остаётся неизменным. Рис. 8.5.1. При обрыве линейного провода (например, В) фазные сопротивления RAB и RBC оказываются соединёнными последовательно и включёнными параллельно с сопротивлением RCA на напряжение UCA (рис. 8.5.2). Цепь фактически становится однофазной.  Рис. 8.5.2При одновременном обрыве линейного провода и одной фазы нагрузки цепь также становится однофазной (рис. 8.5.3 и 8.5.4).  Рис.8.5.3  Рис.8.5.4 |