Последовательное соединение элементов
Пусть n элементов активного
сопротивления соединены последовательно
(рисунок 7).
Рис.7.
В соответствии с выбранным направлением обхода по второму закону Кирхгофа получим уравнение:
.
характерной особенностью последовательного соединения является равенство токов в каждом из элементов, входящих в соединение.
При
запишем:
,
то есть
.
Таким образом, при последовательном соединении нескольких резисторов эквивалентное сопротивление равно сумме сопротивлений, входящих в соединение.
При последовательном соединении катушек индуктивности (рисунок 8) можно записать:
.
Рис.8.
Если
,
то
,
следовательно
.
Это означает, что эквивалентная индуктивность равна сумме индуктивностей, входящих в последовательное соединение.
В случае последовательного соединения конденсаторов (рисунок 9) по второму закону Кирхгофа можно записать:
.
Рис.9.
Заменяя
получим:
.
Обратная ёмкость всех конденсаторов, соединенных последовательно, равна сумме обратных ёмкостей конденсаторов, входящих в соединение:
.
При этом эквивалентная ёмкость соединения будет меньше наименьшей ёмкости конденсатора, входящего в последовательное соединение.
7.Метод эквивалентного преобразования схем. Учебник
8. Мощность в цепях постоянного тока. Энергетический баланс.Учебник стр 34.
9. Мгновенное, амплитудное, действующее и среднее значение синусоидально изменяющихся электрических велечин. Учебник 47стр.
10.Полная, активная и реактивная мощность.
Электроэнергия, вырабатываемая на электростанциях и передающаяся с помощью электрических сетей потребителям, представляет из себя количество электрической мощности переданной в течение какого-то времени (час, месяц, год). Электрическая мощность – это мгновенное значение передаваемой электроэнергии. Электрическая мощность подразделяется на полную, активную и реактивную.
Полная электрическая мощность, вырабатываемая электростанциями и обозначаемая латинской буквой S, измеряется в Вольт-Амперах (ВА), килоВольт-Амперах (кВА) и МегаВольт-Амперах (МВА). Как вы уже догадались кило Вольт-Ампер в 1000 раз больше Вольт-Ампера, а МегаВольт-Ампер в 1000 раз больше килоВольт-Ампера. Полная электрическая мощность состоит из активной мощности, обозначаемой латинской буквой P и измеряемой в Ваттах (Вт), килоВаттах (кВт) и МегаВаттах (МВт) и реактивной мощности, обозначаемой латинской буквой Q и измеряемой в Варах (вар), килоВарах (квар) и МегаВарах (Мвар).
Активная мощность – это мощность расходуемая на совершение работы или точнее производящая работу (выделяется в виде тепла в нагревательных приборах, в виде света в лампах накаливания, вращает роторы электродвигателей и т.д).
Реактивная мощность – это мощность расходуемая на намагничивание магнитопроводов, я бы назвал ее магнитной мощностью.
Магнитопроводы применяются в аппаратах, где необходимо передавать электроэнергию через воздушный промежуток. Самые распространенные потребители реактивной мощности это трансформаторы и электродвигатели, где имеются массивные магнитопроводы, при намагничивании которых с помощью реактивной мощности электроэнергия передается с одной обмотки на другую (в случае с трансформатором с первичной на вторичную, в случаях с электродвигателем из обмотки статора в обмотку ротора).
Активная мощность вырабатывается турбинами электростанций и ее выработка требует огромных затрат (строительство плотин для вращения гидротурбин с помощью напора воды и сжигание природного топлива для получения пара, при помощи которого вращают паровые турбины).
Реактивная мощность на электростанциях вырабатывается путем подачи выпрямленного электрического тока в обмотку ротора генератора, который приводится во вращение турбиной и затраты на ее производство незначительные (стоимость электроэнергии, потребляемой ротором генератора). Кроме того, реактивную мощность вырабатывают конденсаторы, к которым подведено напряжение, а также воздушные и кабельные линии электропередачи, которые также можно рассматривать, как конденсаторы, у которых одна обкладка это провод, а другая это земля или соседний провод. Учитывая то, что уменьшая величину передаваемой по линиям электропередачи реактивной мощности мы уменьшаем величину электрического тока, протекающего по этим линиям, а значит уменьшаем потери электроэнергии и загрузку этих линий, которая тоже имеет свои пределы. Немного расшифрую:
Ток, протекающий по линии равен полной мощности деленной на напряжение – I = S/U. А мы помним, что полная мощность (S) состоит из активной (P) и реактивной (Q) мощностей, значит уменьшая переток реактивной мощности по линии мы уменьшаем полную мощность и вследствие этого уменьшается величина электрического тока. Кроме того, из формулы расчета потерь активной мощности ?Р = (Р2 + Q2)/ U2хR видно, что уменьшая величину передаваемой по линиям электропередачи реактивной мощности, мы уменьшаем потери активной мощности, на производство которой, как мы уже заметили, тратятся огромные средства.
11.Сложение и вычитание синусоидальных функций времени на комплексной плоскости. Векторная диаграмма. У меня в тетрадке.
12. Векторная диаграмма при раздельном включении в цепь идеальных элементов: катушки индуктивности, конденсатора, сопротивления. Сдвиг фаз между напряжением и током.
13. Уравнение состояния и схема замещения реальной катушки.????????
14.Цепи переменного тока с последовательным соединением приемников. Векторная диаграмма. Треугольник сопротивлений.
15. Цепи переменного тока с параллельным соединением приемников. Векторная диаграмма. Треугольник сопротивлений.
16.Резонанс напряжений, условия его возникновения. Векторная диаграмма напряжений для случаев Xc>Xl и Xc<Xl, Xc=Xl
Если в последовательной цепи, содержащей индуктивность и емкость, ХL =Xс, то
т. е. цепь будет вести себя так, как будто она содержит только одно активное сопротивление. При этом ток и напряжение сети
совпадают по фазе. Этот случай называется резонансом напряжений. График и векторная диаграмма для резонанса напряжений показаны на рис. 158. Условием резонанса напряжений является равенство
Поэтому резонанс напряжений в цепа с последовательным соединением r, L и С может наступить:
1) если при постоянной индуктивности емкость меняется и становится равной
2) если при постоянной емкости меняется индуктивность и становится равной
3) если изменение обеих величин L и С приводит к равенству
4) если, наконец, угловая частота сети, изменяясь, становится равной
учитывая, что w= 2πf, получаем следующее выражение для частоты f0:
Эту частоту принято называть резонансной.