Мощности источников обычно рассчитываются в комплексной форме.

с +

Если i(t) противоположен едс, то c -. Если напряжение по току, то (- → →)

Физический смысл баланса мощности

Мощности - это количество энергии, выдаваемой в единицу времени источниками и потребляемое нагрузками (скорость передачи потребления энергии.)

Баланс говорит о том, что скорость отдачи энергии источниками равна скорости потребления энергии потребителями (нагрузками).

Энергия в электрической цепи не накапливается.

Определение условия максимума активной мощности

При передаче энергии от источника в нагрузку

Для получения большей активной мощности

При этом напряжение на нагрузке будет не пропорционально ЭДС.

Часто применяют соотношение Это называют согласование по сопротивлению. В этом случае . Обычно и тогда реально потеря мощности небольшая относительно max.

Есть стандарты по сопротивлению нагрузок и источников 600 Ом, 135 Ом, 75 Ом.

Электрические цепи с взаимно индуктивными

Связями и методы их расчета

Основные понятия о взаимной индукции

При протекании электрического тока через проводник вокруг него создается магнитное поле, которое действует на свой и другие проводники.

Под взаимной индукцией понимают явление наведения ЭДС в проводнике под действием магнитного поля, созданного током другого проводника.

Условием наведения ЭДС является изменяющееся магнитное поле. Может быть два варианта: либо меняется ток и соответственно магнитное поле, либо положение проводников в пространстве. Может быть комбинированное условие наведения ЭДС.

(Когда наводится ЭДС от магнитного поля своего проводника, это называют самоиндукцией.)

M₁₂ – взаимная индуктивность. между 1 и 2 индуктивностями (обмотками)

Аналогично второй проводник при протекании в нем тока будет влиять на первый.

Ставится знак «+», когда свой и влияющий магнитные потоки совпадают. Такое включение токов магнито связанных элементов (взаимо индуктивностей, обмоток) называют согласным. Если магнитные потоки не совпадают, выбирается знак «-». Такое включение токов обмоток называют встречным (несогласным).

Тип включения токов взаимо индуктивностей (обмоток) несколько условен, поскольку зависит от выбранного положительного направления тока. В изотропной среде M₁₂=M₂₁, поскольку магнитные свойства в разных направлениях одинаковы. Но в принципе бывают магнитно-анизотропные среды, тогда данное равенство не выполняется. Может быть в общем и третья, и четвертая обмотки тогда будет для каждой пары своя величина М_ki(ik).

Можно ли избавиться от магнитного влияния?

Да, если токи постоянные и проводники неподвижны.

Можно заэкранировать проводники.

Можно разместить проводники перпендикулярно.

При расчете электрических цепей изображают схему замещения цепи, где направление обмоток и расположение их в пространстве конкретно не показывают и определить направление магнитных потоков и тип включения невозможно.

В связи с этим вводят специальное понятие одноименных или однополярных зажимов пары взаимо-индуктивно (магнитно) связанных элементов, которые специальным знаком указываются на схемах, например, точкой.

Если выбрать токи, одинаково протекающие относительно одноименных зажимов, то тип включения будет согласным, а если не одинаково, то встречным.

Расчет взаимной индуктивности – довольно сложная задача. Для этого используют понятие коэффициента связи.

Коэффициент связи равен 1 если нет потери магнитного потока, т. е. поток от одной катушки индуктивности полностью попадает на вторую катушку. Это реализуется бифилярной (двойной) намоткой.

Последовательное и параллельное соединения индуктивно

Связанных элементов

1. Последовательное соединение

Изобразим схему замещения последовательно магнитно связанных элементов. Здесь может быть 2 варианта расположения одноименных зажимов – согласное (одноименные зажимы с одной стороны обмоток) и встречное (с разных сторон). Тип включения здесь определяется однозначно.

- эквивалентная (общая) индуктивность. При согласном включении используется знак + и общая индуктивность увеличивается, а при встречном, когда одноименный зажим показан на противоположном конце второй индуктивности ставится знак - и общая индуктивность уменьшается.

2. Параллельное соединение