Электрические цепи Элементы электрических цепей Активная, реактивная и полная мощности Трансформаторы Резонанс в цепи Полупроводниковые приборы Электронные усилители Импульсные и цифровые устройства Мультивибраторы

Физика решение задач контрольной, курсовой работы

Резонанс в цепи при несинусоидальных токах и напряжениях

Общие свойства четырехполюсников Уравнения четырехполюсников Электротехническое устройство, служащее для передачи энергии (сигналов) и имеющее по два входных и два выходных зажима, называется четырехполюсником.

Задача . Для четырехполюсников рис. 10.3 определить коэффициенты A, B, C и D: из основных уравнений четырехполюсников в режимах холостого хода и короткого замыкания

Задача . Определить коэффициенты A, B, C , D для Т образной и П образной схемы четырехполюсников

Общий принцип действия и конструкции электрических машин Электрической машиной называют устройство для взаимного преобразования электрической и механической энергии. Как правило, машина может работать и в качестве двигателя, и в качестве генератора, то есть электрические машины обратимы. Существуют электрические машины специального назначения: преобразователи частоты, преобразователи постоянного тока в переменный, измерители скорости, усилители и т. д.

Способ получения переменного тока Возбуждение электродвижущей силы индукции в контуре, вращаемом в магнитном поле, используется в технике для электрического тока.

Трехфазный ток и принцип работы трехфазного машиного генератора В машинном генератореобмотки неподвижны (помещены в пазы статора); на рисунке они обозначены буквами А, В, С. Магнитное поле в генераторе создается вращающимся ротором с намотанной на него катушкой, по которой протекает постоянный ток. Если число пар полюсов ротора равно единице, то угловая частота вращения ротора равна угловой частоте вращающегося магнитного поля.

Принцип работы асинхронного двигателя Трехфазный ток создается постоянным вращающимся магнитным полем ротора генератора. Опыт и теоретический расчет показывают, что возможени обратный процесс: если обмотки трехфазного генератора включены в сеть трехфазного тока, то внутри статора появляется постоянное вращающееся магнитное поле. На этом основано устройство и действие трехфазного асинхронного электродвигателя

Основные схемы соединения трехфазных цепей, определение линейных и фазовых величин Под фазой трехфазной цепи понимают участок трехфазной цепи, по которому протекает одинаковый ток. В литературе фазой иногда называют однофазную цепь, входящую в состав многофазной цепи. Под фазой будем также понимать аргумент синусоидально меняющейся величины. Таким образом, в зависимости от рассматриваемого вопроса фаза это либо участок трехфазной цепи, либо аргумент синусоидально изменяющейся  величины.

Преимущества трехфазных систем Широкое распространение трехфазных систем объясняется главным образом тремя основными причинами:

Соединение нагрузки треугольником

Трехфазные цепи при наличии взаимоиндукции Расчет трехфазных цепей, содержащих магнитно связанные катушки, осуществляют так же, как и расчет магнитно связанных цепей однофазного синусоидального тока.

При несинусоидальных токах и напряжениях явления резонанса значительно усложняются, так как резонанс возникает для каждой гармоники отдельно. Например, в цепи RLC (рис. 9.9 а) несинусоидальное напряжение вызовет ток k й гармоники

 .

Характер кривой показан на рис. 9.9б, причем С, >С2 >С3, так как  .

 


Рис. 9.9

Аналогичные явления можно наблюдать и при параллельном соединении элементов.

Явлениями резонанса пользуются для создания фильтров, то есть схем для выделения требуемых и подавления нежелательных частот.

 Рассмотрим конкретные схемы:

1. LC участок схемы (рис.9.10), настроенный в резонанс с k й гармоникой, будет оказывать сопротивление для всех гармоник, кроме k й, и, следовательно, в токе нагрузки определяющая роль принадлежит току этой гармоники.

 

 Рис.9.10

2. Если эту схему дополнить LC цепочкой параллельно нагрузке, то она, оказывая малое сопротивление для всех гармоник, кроме k й, не пропустит в нагрузку гармоники, кроме k й. Фактически, такая схема пропускает полосу частот и поэтому называется полосовым фильтром (рис.9.11).

 

 Рис.9.11


Для уменьшения k й гармоники в нагрузке резонансные фильтры включаются по схеме, приведенной на рис. 9.12. Конечно, эффект действия фильтра зависит от согласования с нагрузкой.

 Рис.9.12

Задача 22. В схеме рис. 9.13 катушка обладает индуктивностью L2. Полагая активное сопротивление индуктивной катушки равным нулю, найти, при каких значениях емкостей  и С2 входное сопротивление схемы для первой гармоники равняется нулю, а для девятой бесконечности.

Р е ш е и и е: Запишем выражение для входного сопротивления схемы для персон гармоники и приравняем его нулю:

 Рис.9.13

 

Приравняем бесконечности входное сопротивление для девятой гармоники:

 

Совместное решение дает

 .

Контрольные вопросы

Каков порядок расчета линейных цепей при несйнусоидальных токах и напряжениях?

Как представить несинусоидальный периодический сигнал в виде суммы гармонических составляющих?

Каков физический смысл нулевого члена ряда Фурье?

Как рассчитать действующее значение несинусоидального периодического
сигнала?

Какими коэффициентами характеризуются несинусоидальные сигналы?

Как рассчитать сопротивление цепи для постоянной составляющей? Для первой гармоники? Для kй гармоники?

Каковы особенности измерений при несинусоидальных сигналах приборами
различных систем?

Какое значение несинусоидального напряжения покажет авометр магнитоэлектрической системы в режиме постоянного напряжения, переменного напряжения?

Силой тока называется физическая величина, равная отношению количества заряда, прошедшего за некоторое время через поперечное сечение проводника, к величине этого промежутка времени. В системе СИ измеряется в Амперах [A].

По закону Ома сила тока I пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению проводника R:

  I = \frac{U}{R} .

Для измерения силы тока на участке цепи существует измерительный прибор - амперметр.

Рис.3.1.3. Приборы для измерения силы тока

При включении амперметра в электрическую цепь необходимо:

Амперметр включается в электрическую цепь последовательно с тем элементом цепи, силу тока в котором необходимо измерить.

При подключении надо соблюдать полярность: "+" амперметра подключается к "+" источника тока, а "минус" амперметра - к "минусу" источника тока.

Рис.3.1.4. Подключения амперметра


Электротехника