Кафедра электротехники и электрических машин

Лекция № 2,3,4

по дисциплине «Теоретические основы электротехники, ч.1»

для студентов направления подготовки:

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

Тема № 2 Электрические цепи синусоидального тока

Краснодар 2015 г.

Цели: 1. Формирование следующих компетенций:

1. ОПК-2 способность применять соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач

2. ОПК-3 способность использовать методы анализа и моделирования электрических цепей

2. Формирование уровня обученности:

должны знать методы анализа и моделирования электрических цепей и электромагнитного поля при решении профессиональных задач.

Материальное обеспечение:

Проектор, ПК, комплект слайдов «ТОЭ, тема 2».

Учебные вопросы

Вводная часть.

Основная часть:

2.1. Основные понятия.

2.2. Формы представления синусоидальных величин. Комплексные числа.

2.3. Пассивные элементы R, L, C в цепи синусоидального тока.

2.4. Символический или комплексный метод расчета.

2.5. Мощность синусоидального тока.

2.6. Резонансные явления в электрических цепях.

Заключение.

Литература

1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи.: учебник для бакалавров – 11-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство Юрайт, 2012. – 701 с.: ил.

2.1. Основные понятия

Синусоидальный ток (напряжение, э.д.с.)– это периодический электрический ток (напряжение, Э.Д.С.), являющийся синусоидальной или косинусоидальной функцией времени:

.

Генератор гармонического (синусоидального) напряжения:

Э.д.с. и ток на генераторе гармонического (синусоидального) напряжения:

;

.

Амплитуда I_max – максимальное значение функции.

Период T – наименьший интервал времени, между которым мгновенные значения повторяются, [c].

Частота  – величина обратная периоду [ Гц].

Угловая частота – число периодов Т в интервале времени, равном 2:

 = 2, .

Фаза– аргумент гармонической функции , который линейно увеличивается во времени.

Начальная фаза – значение фазы в начальный момент времени (t = 0).

; ;

Если = 0 – тоe2(t)совпадает по фазе ce1(t);  =– в противофазе;   0 – отстает по фазе;   0 – опережает по фазе.

Сдвиг фаз между током и напряжением– разность между начальной фазой тока и фазой напряжения.

.

Мгновенное значение напряжения (тока, э.д.с.) – функция времени:

Обозначается прописными буквами u(t), i(t), e(t).

Действующее значение напряжения (тока, э.д.с.)– такое значение постоянного напряжения (тока, э.д.с.), которое за период оказывает такой же тепловой и другие эффекты, что и синусоидальное напряжение (ток, э.д.с.)

Обозначается заглавными буквами U, I, E.

Т.к. согласно закону Джоуля - Ленца количество теплоты, выделяемой на резисторе:

,

то действующее значение тока – это среднеквадратичное значение этой функции за период:

.

Если i = I_msint , то действующее значение тока;

u = U_msint , то действующее значение напряжения;

e = E_msint , то действующее значение э.д.с..

Среднее значение– среднее значение за полупериод (положительный)

Если i = I_maxsint , то среднее значение тока .