Главная  Электрическая энергия в отраслях промышленности 

1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

Наряду с сопротивлением для расчета цепей вводят понятие проводимости

На практике часто бывает задана не зависимость сопротивления от тока г (1), а зависимость напряжения на сопротивлении от тока (О (О или обратная зависимость тока от напряжения / {U) Характеристики U (1) и I (U) получили распространенное, хотя и не совсем точное, название вольт-амперных.

На рис 1-5 представлены вольт-амперные характеристики для лампы с металлической нитью (/) и для лампы с угольной нитью

(!) Как показано на рисунке, связь между напряжением и током каждой лампы - нелинейная. Сопротивление лампы с металлической нитью растет с увеличением тока, а сопротивление лампы с угольной нитью с увеличением тока падает.



Рис 1-6

Электрические цепи, содержащие элементы с нелинейными характеристиками, называются нелинейными.

Если принять э д с источников энергии, их внутренние сопротивления и сопротивления приемников не зависящими от токов и напряжений, то внещние характеристики источников энергии 12 = (О и вольт-амперные характеристики приемников Uab (/) = и (/) будут линейными (рис 1-6)

Электрические цепи, состоящие только из элементов с линейными характеристиками, называют л и н е й н ы м и.

Большое число реальных электрических цепей можно отнести к линейным Поэтому изучение свойств и методов расчета линейных электрических цепей представляет не только теоретический, но и значительный практический интерес.

1-2. Эквивалентные схемы для источников энергии

Простейшая электрическая цепь и Qe схема замещения, как указывалось, состоят из одного источника энергии с э д с Ей внутренним сопротивлением и одного приемника с сопротивлением г (рис. 1-3), где сопротивление соединяющих проводов не показано, если для этой цепи им можно пренебречь Ток во внеш-ней по отношению к-источнику энергии части цепи, т с в прием-



нике или сопротивлении г, принимается направленным от точки а с большим потенциалом Фо ~ Ф1 к точке b с меньшим потенциалом

фй = Ф2-

Направление тока будем обозначать на схеме стрелкой с просветом ити указывать двумя индексами у буквы /, связанными с соответствующими индексами на схеме. Так, для схемы рис. 1-3 ток в приемнике / == / 6, где индексы а я b обозначают направление тока от точки а к точке Ь.

Покажем, что источник энергии с известными э. д. с. £ и внутренним сопротивлением может быть представлен двумя основными эквивалентными схемами.

Как уже указывалось, напряжение на зажимах источника энергии меньше э. д. с. на падение напряжения внутри источника:

/-Ф1-Ф2 = £-/з = £-/-,/. (1-3)

С другой стороны, напряжение на сопротивлении г

и = Ц>а-Ц>Ь=г1. (1-6)

Ввиду равенства ф^ = ф^ и фз = ф^ из (1-5) и (1-6) следует, что Е ~ I = г/ илн

ErJ + rl (1-7)

и

(1-7а)

Отсюда видно, что внутреннее сопротивление Гд источника энергии, так же как сопротивление приемника, ограничивает ток.

На эквиваленгной схеме можно показать внутреннее соцрвтивле-ние соединенным последовательно с сопротивлением приемника г, и в зависимости от соотношения между напряжениями на этих сопротивлениях получим две разновидности первой эквивалентной схемы для источника энергии (рис. 1-7).

На эквивалентной схеме рис. 1-7, а; с источником э. д. с. Е напряжение и зависит от тока приемника и равно разности между э д с. £ источника энергии и падением напряжения U. Если г и при одном и том же токе в этих сопротивлениях напряжение U, т. е. источник

электрической энергии находится в режиме, близком к так называемому холостому ходу , то можно практически пренебречь его внутренним падением напряжения, принять U = rI О и получи гь эквивалентную схему рис. 1-7, б. Такой источник энергии без внугреннсго сопрогивления (г„ = 0), обозначенный кружком со стрелкой внутри и букьий Ilr


Рис 1-7.



альным источником э. д. с. (источником напряжения или источником с заданным напряжением). Напряжение на зажимах такого источника не зависит от сопротивления приемника и всегда равно э. д. с. Е. Его внешняя характеристика - прямая, параллельная оси абсцисс (пунктирная прямая аЬ на рис. 1-4).

Источник энергии может быть представлен и одной из двух эквивалентных схем по рис. 1-8. Чтобы обосновать эту возможность, разделим правую и левую части уравнения (1-7) на г^.

В результате получим:

где §в= I/b - внутренняя ника энергии,

проводимость источ-

или

(1-8)

где

isb

О

/ = £/Гв - ток при коротком замыкании источника энергии (т. е. ток при сопротивлении г = 0); = и/Гв= Ug - некоторый ток, равный отношению напряжения на зажимах источника энергии к его внутреннему сопротивлению; /= lllr= Ug-ioK приемника; g = I/г - проводимость приемника. Полученному уравнению (1-8) удовлетворяет эквивалентная схема источником тока (рис. 1-8, а), при этом внутреннее сопротивление Гв включено параллельно сопротивлению приемника г.

Если < g- или Гз > г и при одном и том же напряжении и на зажимах сопротивлений Гд и г ток /g < I, т. е. источник энергии находится в режиме, близком к так называемому короткому замыканию , то можно принять ток

и получить другую разновидность второй эквивалентной схемы (рис. 1-8, б).

Такой источник с внутренней проводимостью gb = О {г^ = оо), обозначенный кружком с двойной стрелкой с разрывом внутри и буквой /, называют идеальным источником тока (источником с заданным током). Ток источника тока / не зависит от сопротивления приемника Его внешняя характеристика прямая, параллельная оси ординат (пунктирная прямая с^нарис. 1-4).

Таким образом, в зависимости от соотношения между внутрен--тт соиритивленисм 11С104Ш14ач шцтш i, п .опротивтепием прием-

Рис. 1-8.



1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов