Расчет электрических цепей постоянного тока
Проводим анализ схемы При анализе работы многих электротехнических устройств приходится иметь дело со сложными электрическими цепями, схемы замещения которых содержат как активные так и пассивные элементы.
Изображение всех деревьев графа, выбор одного дерева для дальнейшего расчета схемы
Выбрать главные контуры и составить матрицу контуров: Главными контурами называют контуры, в каждый из которых входит только по одной ветви связи.
Компонентные уравнения идеализированных активных элементов. Идеальный источник напряжения (источник напряжения, источник ЭДС) представляет собой идеализированный активный элемент с внутреннем сопротивлением, равным нулю Rвн = 0, а напряжение на зажимах которого не зависят от тока через эти зажимы.
Уравнения цепи в матричной форме, в том числе с узловыми потенциалами и контурными токами, получаются наиболее коротким путем при введении понятия обобщенной ветви-двухполюсника общего вида
С учетом компонентных уравнений записать систему уравнений по первому и второму законам Кирхгофа и определить токи и напряжения в ветвях.
Проведем анализ схемы Электрическая схема имеет 6 (шесть) ветвей В и шесть неизвестных токов. Число узлов У в схеме 4 (четыре), следовательно, по первому закону Кирхгофа необходимо составить три уравнения, и по второму тоже три. Решение задачи методом контурных токов потребовало бы составления трех уравнений.
Составить систему контурных уравнений, определить токи в ветвях Метод контурных токов сводится к составлению и решению систем уравнений, получаемых только по второму закону Кирхгофа применительно к понятиям контурных токов, сопротивлений и ЭДС.
Определить ток I3 в третьей ветви методом эквивалентного генератора Важным принципом эквивалентности, широко применяемым при анализе линейных электрических цепей, является принцип эквивалентного генератора (теорема об активном двухполюснике или теорема Гельмгольца – Тевенена).
Проверяем соблюдение баланса мощности в электрической цепи
Построить потенциальную диаграмму для контура, в котором нет источников тока Графическое изображение распределения потенциалов в электрической цепи относительно точки, потенциал которой условно принят равным нулю в зависимости от сопротивлений участков цепи, называется потенциальной диаграммой.
Учебное пособие предназначено для обучающихся всех специальностей, изучающих теорию электрических цепей.
Овладение специалистами научно-теоретическими и практическими методами получения и применение новых знаний в своей профессиональной деятельности играет важную роль в подготовке специалистов.
Для овладения методами решения задач связанных с основами построения, анализа и синтеза структур и параметров электрических цепей и создано это учебное пособие.
Оно призвано создать условия для изучения требуемых уровней освоения, практических умений и навыков, которое является важнейшей составляющей подготовки инженерных кадров.
Теоретический и практический материал по исследованию цепей и систем рассмотрен с позиций комплексного изучения процессов в сложных электрических и системах, инженерных методов их анализа и синтеза.
Авторы приняли своеобразный подход к раскрытию методов решения цепей постоянного тока. На примере одной сложной цепи рассмотрены все методы решения и теоретические основы цепей постоянного тока. Такой подход дает, по мнению авторов, более четкое представления о выборе того или иного метода для решения цепей постоянного тока.
Анализ линейных электрических цепей постоянного тока
Расчетно-графическая работа №1
Для электрической цепи с заданным графом рис. 1.
 |
и заданными параметрами элементов схемы в порядке расположения ветвей
,
провести следующий анализ:
Проанализировать схему рис. 1
Нарисовать все деревья графа с указанием (штриховой линией) ветвей связи. Выбрать одно дерево для дальнейшего расчета схемы.
Составить матрицу соединений (узловую матрицу) [А].
Выбрать главные сечения и составить матрицу главных сечений [Д].
Записать с помощью матриц [А] и [Д] две системы уравнений по первому закону Кирхгофа (для узлов и сечений).
Выбрать главные контуры и составить матрицу контуров [В].
Записать с помощью матрицы [В] систему уравнений по второму закону Кирхгофа.
Записать для каждой ветви компонентное уравнение ветви (используя обобщенный закон Ома).
С учетом компонентных уравнений записать систему уравнений по первому и второму законам Кирхгофа и определить напряжения и токи в ветвях.
Составить систему узловых уравнений, определить потенциалы, напряжения на ветвях и токи в ветвях.
Составить систему контурных уравнений, определить токи в ветвях.
Внимание! Уравнения составлять без эквивалентного преобразования электрической схемы.
Определить
ток одной из ветвей, не содержащей источника ЭДС с нулевым сопротивлением ветви
и идеального источника тока (в нашем варианте для третьей ветви 
).
Проверить соблюдение баланса мощности в электрической цепи. Определить расход энергии за t = 10 секунд.
Для любого контура с двумя источниками ЭДС построить потенциальную диаграмму.
Перед началом расчета необходимо ознакомится с Приложением 1 и Приложением 2.
Проводим анализ схемы При анализе работы многих электротехнических устройств приходится иметь дело со сложными электрическими цепями, схемы замещения которых содержат как активные так и пассивные элементы.
Изображение всех деревьев графа, выбор одного дерева для дальнейшего расчета схемы
Выбрать главные контуры и составить матрицу контуров: Главными контурами называют контуры, в каждый из которых входит только по одной ветви связи.