Лекция№3 Тема—Режимы работы электрических цепей

 Лекция№3 Тема—Режимы работы электрических цепей

 Проработать тему, ответить на контрольные вопросы до 14ч

Электрические цепи и их элементы могут работать в различных режимах:

Номинальным режимом работы элемента электри­ческой цепи считается режим, при котором он работает с номинальными параметрами.

Согласованным является режим, при котором мощность, отдаваемая источником или потребляемая при­емником, имеет максимальное значение. Такое значение получается при определенном соотношении (согласова­нии) параметров электрической цепи.

Под режимом холостого хода понимается такой режим, при котором через источник или приемник не про­текает электрический ток. При этом источник не отдает энергию во внешнюю часть цепи, а приемник не потребля­ет ее. Для двигателя это будет режим без механической нагрузки на валу.

Режимом короткого замыкания называется ре­жим, возникающий при соединении между собой разно­именных зажимов источника или пассивного элемента, а также участка электрической цепи, находящегося под на­пряжением.

В промышленности применяются два рода тока – постоянный и переменный. Под постоянным понимают электрический ток, не изменяющийся во времени.

Постоянный ток используется в процессе электро­лиза (гальванопластика – получение легко отделяющихся точных металлических копий, гальваностегия – нанесение покрытий из одних металлов на изделия из других металлов), на городском транспорте (электропоез­да, трамваи, троллейбусы), в осветительных приборах, в устройствах автоматики, электроники и вычислительной техники. В цепи постоянного тока остаются только источники ЭДС или тока – активные элементы и приемники резисторы – пассивные элементы.

Простыми цепями постоянного тока называются цепи с одним источником при последовательном, параллельном и смешанном соединении приемников.

Сложной электрической цепью называется цепь, содержащая несколько источников, и которую нельзя свернуть до простой цепи последовательного или параллельного соединений.

. Баланс мощности

На основании закона сохранения энергии мощ­ность, развиваемая источниками электрической энергии, должна быть равна мощности преобразования в цепи элек­трической энергии в другие виды энергии:

,                                                                    1. 3

где  – сумма мощностей, развиваемых источниками;

 – сумма мощностей всех приемников и необрати­мых преобразований энергии внутри источников.

Однофазные цепи

До конца XIX в. использовались только ис­точники постоянного тока – химические элементы и генераторы. Это ограничивало возможности пере­дачи электрической энергии на большие расстояния. Проблема передачи электри­ческой энергии на большие расстояния была реше­на только при использовании переменного тока и трансформаторов.

Переменный ток имеет ряд преимуществ по сравнению с постоянным:

     • генератор переменного тока значительно проще и дешевле генератора по­стоянного тока;

• переменный ток можно трансфор­мировать;

• переменный ток легко преобразуется в постоянный;

• двигатели переменного тока значитель­но проще и дешевле, чем двигатели постоянного.

Переменным током в технике называют такой ток, который периодически изменяет и величину, и направление, причем среднее значе­ние силы такого тока за период Т равно нулю. Пери­одическим переменный ток называется потому, что через промежутки времени, кратные Т, характеризу­ющие его физические величины принимают одина­ковые значения. Русское название «переменный» не вполне точно отражает это обстоятельство (более то­чен английский термин «alternating» - чередую­щийся). При изучении электричества и электротех­ники вам встретятся различные токи, которые из­меняются (не периодически) по величине, а не по на­правлению – они переменными в указанном смыс­ле не являются. Например, токи замыкания и раз­мыкания цепей постоянного тока, содержащих ин­дуктивности и (или) емкости, нельзя считать пере­менными.

В электротехнике наибольшее распространение получил синусоидальный переменный ток, величина которого изменяется по закону синуса (или косинуса), обладающий рядом достоинств по срав­нению с другими периодическими токами.

Переменный ток промышленной частоты полу­чают на электростанциях с помощью генераторов пе­ременного тока (трехфазных синхронных генерато­ров

Параметры переменного тока:

· Период– время, в течение которого происходит полный цикл изменений тока, после чего изменения повторяются. Обозначается Т, единицы изменения – секунды.

· Частота– число периодов в одну секунду. Обозначается f, единицы изменения – Гц (одно колебание в секунду), КГц (1000 Гц), МГц (1000000 Гц). Частота – величина, обратная периоду. f =1/Т.

· Амплитуда –максимальное значение тока, напряжения или э.д.с. за время одного полного периода: I_max, U_max или E_max. За один период ток дважды проходит наибольшее значение (I_max) значение:

- один раз при изменении в положительном направлении,

- другой – в отрицательном.

Рис.3.1. Графическое изображение синусоидального переменного тока

Мгновенным значениемпеременного тока называется значение переменного тока (напряжения или э.д.с.) в данный период времени.

Время Т одного полного изменения ЭДС  называют периодом ЭДС. Магнитный поток Ф  будет равен:

Ф = ВS cos α,                                                                                 

где В – вектор магнитной индукции;

S – площадь активной части

Контрольные вопросы

1 Дайте определение электрической цепи и её элементов

2 Назовите основное свойство электрической цепи

3 Какие преобразования энергии происходят в источнике и потребителе

4 По какому закону изменяется величина переменного тока?

                  Задача

Определить количество теплоты в Дж, выделенное спиралью эл. плиты при непрерывной её работе в течение 2 часов, если при напряжении в сети 220В сила тока в сети электроплиты составила 6А

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология