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

ника г реальные источники электрической энергии могут быть во многих случаях отнесены либо к источникам напряжения, либо к источникам тока. Однако источник энергии при расчетах цепей можно заменить источником напряжения или источником тока и в тех случаях, когда внутреннее сопротивление источника энергии соизмеримо с сопротивлением г приемника. Для этого необходимо сопротивление вынести из источника энергии и объединить с сопротивлением г приемника.

Источники э. д. с. и источники тока называют активными элементами электрических схем, а сопротивления и проводимости - пассивными.

При составлении электрической схемы замещения для той или иной реальной цепи стремятся по возможности учесть известные электрические свойства как каждого участка, так и в целом всей цепи.

Составим, например, эквивалентную схему двухпроводной линии передачи электрической энергии длиной /, схематически изображенной на рис. 1-9, а. В начале линии включен источник энергии с э. д. с. fi и внутренним сопротивлением Гв, а в конце линии присоединен приемник энергии, сопротивление которого равно / 2.

Напряжение на приемнике, очевидно, меньше напряжения в начале линии на падение напряжения в сопротивлении проводов линии. Ток в конце линии меньше тока источника на ток утечки между проводами линии (из-за несовершенства изоляции).


О

! dx

Рис. 1-9.

gi,dx U2

-0-J

Рис. 1-10.

Пусть каждый провод линии обладает сопротивлением Гд2 и проводимостью между проводами go на единицу длины линии.

Разобьем линию на элементы длины dx (рис. 1-9, а). Каждый элемент такой линии обладает суммарным сопротивлением прямого и обратного проводов Г(, dx = (/-5/2) dx Н~ (/ /2) dx и проводимостью dx.

Поэтому всю линию можно представить электрической схемой из соединенных между собой элементов с сопротивлением Г(, dx и проводимостью g- dx каждый (рис. 1-9, б). Источник энергии на этой эквивалентной электрической схеме представлен в виде источника э. д. с. Е и сопротивления г^.

Пользуясь полученной электрической схемой (рис. 1-9, б), легко найти по Данному напряжению и известному току в начале или в конце линиил ащшж£- -lllle-н-foк-в-iт^oвufоткtлинни (§ Ш^.-----



Если ток утечки линии значите 1ьно меныпе тока приемника, то им можно пренебречь и удалить из электрической схемы (рис 1-9, б) все проводимости go dx. В результате получится простая (неразвствленная) схема с одним и тем же током во всех элементах, изображенная на рис 1-10, где сопротивление линии = показано последовательно соединенным с сопротивлениями и п

В зависимости ог электрических свойств иепи и условий поставленной задачи надо уметь правильно выбирать электрические схемы замещения и пользоваться ими для исследования режимов в реальных электрических цепях.

1-3. Закон Ома для участка цепи с э. д, с.

Для однозначного определения потенциала любой точки электрической цепи необходимо произвольно выбрать потенциал какой-нибудь одной точки. Так, если для схемы, представленной на рис. 1-7, а, положить, например, = const = С, то по определению потенциал точки J больше cpg на значение э. д. с:

ф =Ф,4-£ = C-f £. (1-9)

Ток во внешней части простейшей электрической цепи, а в общем случае - в любом пассивном элементе цепи направлен, как

Рис. 1-11.

указывалось, от точки с более высоким потенциалом {а) к точке с более низким (й). Поэтому потенциал ф1 = ф^ первой точки I больше потенциала щ = Фй второй точки 2:

Также

Ф1=Ф14-Гв/. (1-10)

Из равенств (1-9) и (1-10) имеем:

ф.,4-£ = ф,--г^/,

откуда ток

IhlzSl+I, (Ml)

Аналогично можно написать формулу для тока неразветвлеп-ного участка сложной электрической схемы с произвольным числом э. д. с. и сопротивлений и заданной разностью потенциалов на концах этого участка (рис. 1-11).

-Т<ч< / ни лнягткг г\гмг,г, гплрржпгирп q т г , мпжет быть ня-

правлен от точки а к точке b или наоборот. Если направление тока



заранее не известно, то для составления выражений, подобных (1-11), нужно выбрать направление тока произвольно. Такое произвольно выбранное направление тока условились называгь п о-ложительным направлением и обозначать так же, как действительное направление, стрелкой с просветом или отмечать индексами у буквы /.

Если принять за положительное направление тока / на участке (рис. 1-11) направление от точки а к точке Ь, то потенциал определяется через потенциал фя выражением

Ф& = Фа - rJ + Е:~ + Er - Гз1 Es - rJ.

Из этого равенства следует:

г- I -fa - fb + l + i-Es а /г/ I ур\д- ,

1-Ь--., + ., + Гз + Л, - Г,Ь -[Uab + 2,t]g,

(1-12)

где Гаь = + + Га + - суммарнос сотфотивление участка схс-мы;

Фи - фй = ~Uab - разность потенциалов или напряжение между зажимами рассматриваемого участка, взятые по выбранному направлению тока;

ъ

2] £ == £1 + А - £3 - алгебраическая сумма э. д. с, действую-

а

щих на том же участке, причем каждая э. д. с, совпадающая по направлению с положительным направлением тока, записываеюя с положительным знаком, а не совпадающая - с отрицательным. Формула (1-12) представляет собой закон Ома для участка цепи (схемы) с э. д. с.

Если в результате расчета ио формуле (1-12) для тока / получится отрицательное значение, то это значит, что действительное направление тока не совпадает с выбранным положительным направлением (противоположно произвольно выбранному направлению).

Для напряжения между любыми точками цепи также может быть произвольно выбрано положительное направление. Положительное направление напряжения указывается индексами у буквы и или обозначается на схемах стрелкой, которую, например, для напряжений U = фа - Ф& (рис. 1-11) будем в дальнейшем ставить от точки а к точке Ь, если погенциал точки а принят (произвольно) выше, чем потенциал точки Ь. Таким образом напряжение, как и ток, при расчетах надо рассматривать как алгебраическую величину.

Для э. д. с. источников напряжения и токов источников тока, когда их действительные направления неизвестны, также выбира-



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