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


ются произвольные положительные направления, которые указывают двойными индексами или обозначают стрелками.

На участках схемы с пассивными элементами положительные направления напряжения и тока будем выбирать всегда совпадающими. В этом случае отдельной стрелки для напряжения можно и не ставить.

1-4. Распределение потенциала вдоль неразветвленной электрической цепи

Распределение потенциала вдоль неразветвленной электрической цепи можно наглядно представить при помощи графика.

На рис. 1-12 изображена схема простейшей неразветвленной цепи с двумя э. д. с. Ei и 2 и внутренними сопротивлениями ri и и двумя сопротивлениями Гх и г^.

Пусть э. д. с. El больше э. д. с. В этом случае аналогично (1-7а) действительный ток

I = --Elizb.- - (1-13)

И совпадает по направлению с э. д. с. £1..Для однозначного определения потенциала каждой J J2 точки рассматриваемой цепи можно положить,

например, потенциал фа точки а равным нулю (заземление на рис. 1-12). Теперь легко найти потенциалы остальных точек.

Потенциал точки b меньше потенциала точки а:

При переходе через первый источник энергии потенциал повышается на значение э. д. с. £i и понижается на внутреннее падение напряжения, так что потенциал точки с

(fcffb + Ei- ril = - riI +Ei--ril.

Для определения потенциала ф^ точки d надо из потенциала ф^, вычесть падение напряжения rJ, т. е.

9d = Фс - rI = - rJ + Ei- ril - r I.

Наконец, при переходе через второй источник энергии потенциал понижается не только на значение э. д. с. £3 (по определению понятия э. д. с. фй > фа), НО И на внутреннее падение напряжения, причем потенциал точки а должен быть равен нулю:

Ц>а = (ра-Е2 - rI = - rj + Ei- ril -rI-£2 - rI == 0.

Отметим, что последнее выражение, конечно, не противоречит



Если по оси абсцисс отложить в выбранном масштабе сопротивления участков в TOPI последовательности, в которой они включены в цепь, а (ю оси ординат потенциалы соответствующих точек (рис. 1-13), то получится график распределения потенциала вдоль неразветвленной цепи. Пользуясь этим графиком, можно определить напряжение между любыми точками цепи. В частности, из графика следует, что напряжение на зажимах первого источника энергии

Ucb = фс- - фй = £1 - r J

меньше его э. д. с. на внутреннее падение напряжения, а напряжение на зажимах второго источника энергии, наоборот, больше э. д. с. £.2 на внутреннее падение напряжения, т. е.

da = ф^ - фа = £3 + вг/-

Отношение напряжения к сопротивлению любого- пассивного участка цепи равно току участка

и на графике потенциала определяется в некотором масштабе тангенсом угла наклона соответствующей прямой к оси абсцисс. Поэтому одинаков наклон прямых (например, аЪ и cd на рис. 1-13), определяющих изменение потенциала вдоль всех пассивных участков нфазветвленной цепи с одним и тем же током.

Графики распределения потенциала внутри источника энергии могут иметь разный вид. В простейшем случае при равномерном распределении сопротивления и э. д. с. £ в источнике изменение потенциала внутри источника энергии иногда изображают прямой, показывающей или непрерывный рост (в источнике с э. д. с. El пунктирная прямая Ьс), или непрерывное уменьшение потенциала (в источнике с э. д. с. Е^ пунктирная прямая da).


Рис. 1-13.

1-5. Баланс мощностей для простейшей неразветвленной цепи

Рассмотрим энергетические соотношения для электрической цепи, состоящей, например, из одной машины постоянного тока с э. д. с. El и внутренним сопротивлением ri и аккумуляторной батареи с э. д. с. £2 и внутренним сопротивлением г^ (рис. 1-14). Электродвижущие силы машины и аккумуляторной батареи направлены навстречу друг другу. Пусть э. д. с. £i машины больше э. д. с. Е^ аккумуляторной батареи. При этом условии действительное направление тока / совпадает с направлением э. д. с. Е-. Напряжение V на зажимах обоих источников меньше э. д. с. Ех на внутреннее падение напряжения rJ в машине и больше э. д. с. Е^ на падение -напряженин Тв/гв -батармес7-ка1г-этог-быжгттдк



параграфе:

(1-14)

или

U-Ei + r.J. (1-15)

После умножения обеих частей выражения (1-14) на / и перестановки слагаемых получаем:

EJr,iP + UI. (1-16)

Левая часть этого уравнения представляет собой мощность, развиваемую машиной, первое слагаемое правой части определяет мощность тепловых потерь (в обмотке машины), а второе слагаемое правой части - мощность, отдаваемую машиной и, следовательно, потребляемую аккумуляторной батареей.

I----1

(! О

I I

Рис. Ы4.

I-:-I

i I 1

Рис. 1-15.

Если умножим правую и левую части выражения (1-15) на ток /, то получим:

UI = r,2P + Ej. (1-17)

Из этого уравнения непосредственно вытекает, что мощность Ul, потребляемая аккумуляторной батареей, расходуется на тепловые потери (г^Р) и на зарядку аккумуляторов (EI).

Полученные соотношения для баланса мощностей применимы не только к цепи зарядки аккумуляторов, но и к любым другим цепям. Отличие состоит лишь в том, что в приемниках другого рода энергия расходуется не на зарядку аккумуляторов, а на другтге процессы, например, в электрических двигателях - на механическую работу, в резисторах - только на тепловые потери.

Если представить источник энергии другой эквивалентной схемой (рис. 1-15), то окаж-ется, что мощность, развиваемая источником тока, не равна мощности, развиваемой источником э. д. с.

Действительно, мощность, развиваемая источником тока, определяется произведением тока на напряжение U на зажимах источника тока, т. е. равна JU. Так как = /g + /, а Ii = = /ви то после замены тока и простых преобразований получим:

J,U = {Ki + I)U = Wr, -i-UI. (1-18)



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