Сделай Сам Свою Работу на 5

Сравнительный анализ методов расчета электрических цепей постоянного тока.





Режимы цепей постоянного тока могут быть проанализированы несколькими методами. Для анализа несложных цепей, содержащих один источник энергии, применяется метод входного сопротивления (сворачивания) цепи к источнику. Для этой же цели применяется метод пропорционального пересчета, когда произвольно задаются током в наиболее удаленном от источника резисторе, обратным ходом определяется напряжение и ток источника, после чего для получения фактических токов и напряжений выполняется прямой просчет цепи.

Универсальным инструментом анализа цепей являются законы Кирхгофа, однако использование их достаточно громоздко. Для анализа сложных цепей постоянного тока, содержащих небольшое число контуров, применяется метод контурных токов. Количество уравнений равно количеству контуров, в качестве которых часто используются ячейки схемы. В этом методе вначале определяются фиктивные контурные токи, циркулирующие по контурам, затем определяются фактические токи ветвей.

Если схема содержит небольшое количество узлов, то для ее анализа целесообразно применять метод узловых потенциалов. Уравнения составляются относительно потенциалов незаземленных узлов, после чего по найденным потенциалам определяются фактические токи ветвей цепи.



Если определению подлежит всего один ток в сложной цепи, то применяют метод эквивалентного генератора. Вся схема относительно выделенной ветви заменяется эквивалентным источником тока или ЭДС, после чего ток легко находится по закону Ома.

 

Символический метод расчета и анализа цепей синусоидального тока, правила построения комплексной схемы замещения, диаграмма сопротивлений и напряжений.

Символический (комплексный) метод расчета применяется для анализа цепей синусоидального тока и напряжения. Вместо реальных синусоидальных токов и напряжений вводятся их комплексные действующие значения – комплексные числа, модули которых совпадают с действующими значениями синусоидальных токов и напряжений, а аргументы – с начальными фазами. Источники энергии также представляются комплексными действующими значениями. Пассивные элементы (сопротивления, индуктивности и емкости) заменяются их комплексными сопротивлениями. Полученная комплексная схема замещения цепи рассчитывается обычными правилами и методами расчета цепей постоянного тока, только в комплексной форме. В результате расчета получаются комплексные действующие значения токов и напряжений цепи, по которым восстанавливаются их синусоиды (часто это и не делается). Комплексные сопротивления, напряжения и токи наглядно изображаются в виде векторов на комплексной плоскости: длина вектора равна в масштабе действующему значению тока или напряжения, а угол наклона вектора к горизонтальной вещественной оси равен начальной фазе тока или напряжения. Комплексные сопротивления элементов также изображаются векторами: комплексное сопротивление резистора является чисто активным и изображается в масштабе вдоль горизонтальной вещественной оси; комплексные сопротивления индуктивности и емкости являются чисто реактивными и изображаются векторами, направленными вдоль вертикальной (мнимой) оси: для индуктивности – вертикально вверх, для емкости – вниз.



 

Явление резонанса в последовательной и параллельной цепях, способы достижения резонанса. Характерные явления.

Рисунок 1 - Электрическая схема, токо-частотная характеристика и векторная диаграмма последовательного соединения резистора, катушки и конденсатора.

В последовательной цепи наибольший интерес представляет случай равенства реактивных сопротивлений индуктивности и емкости , и общее реактивное сопротивление равно нулю . Такой режим называется резонансом. При резонансе индуктивное и емкостное сопротивления компенсируют друг друга, и полное сопротивление равно лишь активному сопротивлению резистора. Ток в таком режиме достигает максимальной величины , а напряжения на индуктивности и емкости равны между собой и превышают входное напряжение в раз. Это обстоятельство лежит в основе всего теле и радиоприема. Подставляя значения в условие резонанса, получаем , откуда можно выразить резонансную частоту или резонансную емкость . Таким образом, резонанса можно добиться подбором частоты, емкости или индуктивности.



В параллельной цепи резонанс возникает в случае равенства реактивных проводимостей индуктивности и емкости , и общая реактивная проводимость равно нулю . При резонансе индуктивная и емкостная проводимости компенсируют друг друга, и полная проводимость равна лишь активной проводимости резистора. Ток в таком режиме достигает минимальной величины , а токи на индуктивности и емкости равны между собой и превышают входной ток в раз. Подставляя значения в условие резонанса, получаем , откуда можно выразить резонансную частоту или резонансную емкость . Таким образом, и параллельной цепи резонанса можно добиться подбором частоты, емкости и индуктивности

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.