Раздел 5 Электрические цепи переменного тока

Тема 5.1 Начальные сведения о переменном токе.Понятие о переменном токе. Получение синусоидальной ЭДС. Схема устройства генератора переменного тока. ЭДС в обмотке генератора переменного тока.Уравнения и графики синусоидальных величин. Характеристики синусоидального изменяющейся величины:мгновенное значение, период,частота, амплитуда, фаза, начальная фаза, угловая частота. Векторные диагрраммы: обоснование, постсроение векторных диаграмм. Сложение и вычитание синусоидально изменяющихся величин.Дествующая и средняя величины переменного тока.Вычиление действующей и средней величин переменного тока. Работы П.Н.Яблочкова по практическому использованию переменного тока.

Тема 5.2 Элементы и параметры электрических цепей переменного тока.Параметры электрических цепей переменного тока: резисторы,индуктивные катушки, конденсаторы.Электрическое сопротивление,индуктивность(L),взаимная индуктивность(М), электрическая емкость (С). Цепь переменного тока с активным сопротивлением: выражение тока и мощности при синусоидальном напряжении;векторная диаграмма цепи. Понятие об активной мощности.Цепь переменного тока с индуктивностью: выражение напряжения и мощности при синусоидальном токе;векторная диаграмма цепи; понятие об индуктивном сопротивлении, об индуктивной (реактивной) мощности.Цепь емкостью:выражение тока и мощности при синусоидальном напряжении;векторная диаграмма цепи; понятие о емкостном сопротивлении и емкостной (реактивной) мощности. Схемы замещения катушки и конденсатора с потерями.Схема с последовательным соединением активного и реактивного элементов: векторные диаграммы,активная и реактивная составляющие вектора напряжения,треугольники напряжений и споротивлений. Схема с параллельным соединением активного и реактивного элементов;векторная диаграмма;активная и реактивная составляющие вектора тока,треугольники тока и проводимостей;активная, реактивная и полная мощности катушки и конденсатора с потерями.Треугольники мощностей.

Лабораторная работа №9 Исследование параметров катушки

Тема 5.3 Расчет электрических цепей переменного тока с помощью векторных диаграмм.Резонанс в электрических цепях. Расчет неразветвленных цепей синусоидального тока с одним источником питания: цепь с активным сопротивлением и индуктивностью(R, L) цепь с активным сопротивлением и емкостью (R,L,C), при различных соотношениях величин реактивных сопротивлений (X_L>X_C, X_L<X_C, X_L=X_C цепь с произвольным) числом активных и реактивных элементов. Построение топографической векторной диаграммы.

Расчет разветвленных цепей с двумя узлами при одном источнике питания. Цепь с параллельным соединением катушки и конденсатора при различных соотношениях величин реактивных проводимостей (B_L>B_C, B_L<B_C, B_L=B_C); расчет с помощью векторной диаграммы и методом проводимостей. Цепь с произвольным числом активных и реактивных элементов. Компенсация реактивной мощности в электрических сетях с помощью конденсаторов. Реактивная мощность электрических установок. Влияние величины реактивной мощности на технико- экономические показатели электроустановок. Коэффициент мощности (cosφ) электроустановки. Естественные и искусственные меры сокращения реактивной мощности. Расчет компенсационной установки с конденсаторами. Колебательный контур. Токи и напряжение в колебательном контуре без потерь энергии; частота собственных колебаний, волновое сопротивление. Колебательный контур с потерями энергии. Резонанс напряжений: условия и признаки резонансов напряжений, резонансная частота, частотные характеристики неразветвленной цепи; добротность контура. Резонанс токов: условия и признаки резонанса токов, резонансная частота, частотные характеристики параллельного контура.

Лабораторная работа №10 Исследование электрических цепей переменного тока при последовательном соединении активного и индуктивного сопротивлений

Лабораторная работа №11 Исследование электрических цепей переменного тока при последовательном соединении активного и емкостного сопротивлений

Лабораторная работа №12 Резонанс напряжений

Лабораторная работа№13 Исследование электрических цепей переменного тока при параллельном соединении активного и индуктивного сопротивлений

Лабораторная работа №14 Исследование электрических цепей переменного тока при параллельном соединении активного и емкостного сопротивлений

Лабораторная работа№15 Исследование электрической цепи при резонансе токов

Тема 5.4 Символический метод расчета электрических цепей. Выражение синусоидальных напряжений и токов комплексными числами. Комплексные сопротивления и проводимость. Вычисление мощности по известным комплексным напряжению и току. Закон Ома и Кирхгофа в символической форме, аналогия с цепями постоянного тока. Расчет электрических цепей переменного тока с применением комплексных чисел: метод преобразования, метод узлового напряжения, метод узловых и контурных уравнений.

Практическая работа №4 Расчет неразветвленных электрических цепей переменного тока с помощью комплексных чисел

Практическая работа №5 Расчет неразветвленной электрической цепи символическом методом

Тема 5.5 Индуктивно связанные электрические цепи Индуктивные связи элементов электрических цепей.Согласное и встречное включение катушек. Одноименные и разноименные выводы катушек. Последовательное соединение двух индуктивно связанных катушек. Параллельное соединение двух индуктивно связанных катушек. Расчет индуктивно связанных электрических цепей Трансформатор без ферромагнитного сердечника.

Лабораторная работа № 16 Определение взаимной индуктивности

Практическая работа №6 Построение круговой диаграммы цепи с постоянным активным и переменным реактивным сопротивлением