По этому методу расчетная схема вычерчивается только с одним источником питания, другие источники питания закорачиваются и рассчитываются как простая цепь. Затем эти токи накладываются на основную схему и по ним определяют величину и напряжение тока в каждой ветви.
4-2
Трехфазный переменный ток (звезда)
UA,UB,UC - фазные напряжения, или напряжения между нулевой точкой и фазой.
IA,IB,IC -ток в линии.
ZA,ZB,ZC -это три однофазных потребителя, соединенных по схеме звезда или трехфазная нагрузка(электродов).
Нагрузка называется симметричной, если выполняется условие
Z=Zejj j-Ð между током и напряжением.
ZA=ZB=ZC=Zj -модуль
jA=jB=jC=j -фаза
Если какое-либо из условий не выполняется, то нагрузка будет несимметричная.
Если нагрузка соединена по схеме треугольник, то
ZAB,ZBC,ZCA = Zj
jA=jB=jC=j
При анализе трехфазной нагрузки обычно троят векторную диаграмму. Векторная диаграмма считается построенной полностью, если в ней содержится все фазные и линейные токи и напряжение.
4-3
ДПТ достаточно сложны по устройству. Однако они позволяют в широких пределах и при необходимости плавно изменять число оборотов. Различают 3 вида двигателей: симметричные, шунтовые и компаунтные, у которых определенным образом с якорем соединена обмотка возбуждения.
Могут применяться ДПТ с независимым возбуждением, но они применяются реже.
Следует знать, что любые двигатели без реостатов не используются, т.к. если реостат отсутствует, то пусковой ток IП в 20…40 > IН и двигатель выйдет из строя.
В широких пределах можно регулировать у сериесных двигателей, поэтому эти двигатели широко используются электрифицированном транспорте, в крановом хоз-ве и др. Однако следует знать, что сериесные двигатели должны обязательно иметь нагрузку на вал не менее 20…30% от номин. нагрузки. Иначе они могут развивать большие обороты и пойти в разнос.
ДпостТ по габаритам меньше, чем ДперТ, кроме этого могут развивать большие пусковые моменты. В бытовой технике исп-ся коллекторные двигатели переменного тока. Они позволяют при малых габаритах развивать большое число оборотов 10000 об/мин.
5-1
Работу электромагнитных цепей обычно поясняют используя законы электро-магнитной индукции Ф-Максвелла и Ампера.
Закон э/м индукции в формулировке Фарадея записывается след-м образом.
где dP магнитное значение магнитного потока в пост токе эл. поля.
На концах катушки, число витков W, возникает ЭДС инд. Пропорциональное скорости изменения потока сцепления пронизывающего данную катушку
Если в однородном магн. поле равномерно вращается рамка, то в ней возникает переменная ЭДС. (Генератор)
Если по рамке, помещенной в магн. поле пропускать эл. ток то на нее будет действовать вращающий момент M=pmB и рамка начнет вращаться. Принцип работы эл. двигателей
Закон Ампера
Поясняет взаимное преобразование электроэнергии в механич. Он установил связь между магнитным полем и проводником с эл. током В этом случае со стороны магнитного поля действует сила на проводник, величина которой определяется выражением
Направление силы определяется по правилу левой руки.
Вывод. Для превращения электроэнергии в механическую необходимо наличие выполнения 2-х условий:
Наличие магнитного поля.
Проводника с током
С помощью закона ампера поясняется принцип действия электродвигателей.
5-2
Если нагрузка несимметрична и соединяется по схеме Y то токи в фазах не равны, следовательно, падения напряжений в фазах не одинаково что приводит к перекосу фазных напряжений, т.е. . Это сильно влияет на работу нагрузки и потребители могут выходить из строя, для того чтобы этого не случилось при несимметричной нагрузке обязательно используют 0-й или нейтральный провод, который соединяет нулевые точки потребителей и генераторов или трансформаторов.
По I закону Кирхгофа: ; если нет нулевого провода то напряжение меняется. Основное назначение 0-го провода – выравнивание фазного напряжения.
Векторная диаграмма для 4-х проводной 3-х фазной системы.
5-3
В полупроводниковых диодах используется схема p-n перехода, а так же других электрических переходов хорошо проводить электрический ток в одном направлении и плохо – в противоположном. Эти токи и соответствующие им напряжение между выводами диода называются прямым и обратным токами, прямым и обратным напряжениями. По функциональному назначению п.д. делятся на выпрямительные, импульсные, стабилитроны, фотодиоды, светоизлучающие диоды и т.д.
Выпрямительные – предназначены для преобразования переменного тока в постоянный и выполняются по сплавной или диффузионной технологии.
Прямой ток направлен от анодного к катодному выводу. Нагрузочную способность выпрямительного диода определяют: допустимый прямой ток и соответствующее ему напряжение, допустимое обратное напряжение и соответствующий ему обратный ток, допустимая мощность рассеивания и допустимая температура окружающей среды..
Импульсные диоды предназначены для работы в цепях формирования импульсов напряжения и тока.
Стабилитроны называемые опорными диодами предназначены для стабилизации напряжения. В этих д. используется явление неразрушаемого электрического прибояp-n переходя при определенных значениях обратного напряжения Uобр=Uпроб. На рисунке приведена простейшая схема стабилизатора на приемнике с сопротивлением нагрузки rн.
При изменении напряжения между входными и выводами стабилизатора Uвх>Uпроб*(rн+r)/rн Напряжение между выходными и выводами примерно равно.
Биполярные транзисторы
Работа б.т. основана на близко расположенных p-n переходов. Различают плоскостные и точечные б.т. Переходы в точечных б.т. имеют малую площадь и аналогичны точечным диодам.
Плоскостной б.т. представляет собой трехслойную структуру типа n-p-n и типа p-n-p.
Средний слой б,т. – база. Один крайний слой – коллектор, второй – эмиттер. Каждый слой имеет вывод при помощи которого транзистор включается в цепь.
Б.т. работает в 4 режимах:
· активный режим эмиттер – база в прямом направлении, коллектор – база – в обратном.
· инверсный режим, эмиттер-база – в обр напр, коллектор – база – в прямом.
· режим отсечки оба – в обр. направлении.
· режим насыщения – оба в прямом.
Полевые транзисторы:
Различают полевые транзисторы с управляющим p-n переходом –
Наибольшего абсолютного значения напряжение достигает у стока где перекрытие канала будет максимальным.
6-1
На явлении электромагнитной индукции поясняется принцип превращения механической энергии в электрическую, т.е. принцип действия в синхронных генераторах
Якорь имеет магнитопровод где укладываются 3 фазные обмотки, сдвин.геом н 120о
Индуктор так же имеет магнитопровод, на котором расположеня обмотка возбуждения, к кот. подводится постоянный ток возбуждения Iв.
Если индуктор вращается от первичного привода с угловым ускорением w, то на основании закона э/м индукции Фарадея-Максвелла в обмотках якоря будут возникать ЭДС индукции, мгновенное значение которых запишется след-м образом.
Так происходит превращение механической энергии в электрическую.