Билет 1
Первый и второй законы Кирхгофа для цепей переменного тока
Первый закон Кирхгофа: алгебраическая сумма токов в любом узле электрической цепи равна нулю.
Для цепей переменного тока в комплексной форме первый закон Кирхгофа записывается так:
Второй закон Кирхгофа: алгебраическая сумма ЭДС вдоль любого замкнутого контура равна алгебраической сумме падений напряжения на резисторах в этом контуре
, где p+q=n
Знак + для ЭДС выбирается в том случае, если направление ее действия совпадает с направлением обхода контура, а для напряжений на резисторах знак + выбирается, если в них совпадают направление протекания тока и направление обхода
Для цепей переменного тока в комплексной форме второй закон Кирхгофа записывается так:
, Zk – комплексное сопротивление участка цепи.
Второй закон Кирхгофа: алгебраическая сумма падений напряжений на отдельных участках замкнутого контура, произвольно выделенного в сложной разветвленной цепи, равна алгебраической сумме ЭДС в этом контуре
где k – число источников ЭДС; m – число ветвей в замкнутом контуре; Ii, Ri – ток и сопротивление i-й ветви
Физически второй закон Кирхгофа характеризует равновесие напряжений в любом контуре цепи
Принцип действия машин постоянного тока, устройство
Электрическая машина постоянного тока состоит из двух основных частей: неподвижной части (индуктора) и вращающейся части (якоря с барабанной обмоткой). Индуктор состоит из станины 1 цилиндрической формы, изготовленной из ферромагнитного материала, и полюсов с обмоткой возбуждения 2, закрепленных на станине. Обмотка возбуждения создает основной магнитный поток. Магнитный поток может создаваться постоянными магнитами, укрепленными на станине. Якорь состоит из следующих элементов: сердечника 3, обмотки 4, уложенной в пазы сердечника, коллектора 5.
Сердечник якоря для уменьшения потерь на вихревые точки набирается из изолированных друг от друга листов электротехнической стали.
Простейшей машиной постоянного тока может служить виток из проводника в виде рамки, вращающийся в магнитном поле между двумя постоянными магнитами N и S. Концы витка присоединены к двум медным платинам коллектора, изолированным друг от друга и от вала, на котором они помещены. На пластинах помещены неподвижные щетки, к которым присоединена внешняя цепь, состоящая из каких-либо приемников электроэнергии. При вращении витка с постоянной частотой проводники пересекают магнитные линии, при этом в проводниках индуцируется ЭДС:
e=Esin ωt
Направление индуцируемой в обмотке индуцируемой в проводнике в проводнике ЭДС определяется правилом правой руки, т.е. при перемещении проводника ab под северным полюсом в нем наводится ЭДС, направленная из-за плоскости чертежа, а когда он проходит под южным полюсом – за плоскость чертежа. Таким образом, в проводнике ab наводится переменная во времени ЭДС, изменяющая свое направление 2 раза за один оборот витка.
Через сопротивление RH протекает ток IЯ. ЭДС якорной обмотки пропорциональна частоте вращения якоря n2 и магнитному потоку индуктора Ф
где Се - константа.
В реальных электрических машинах постоянного тока используется коллектор, состоящий из большого числа изолированных друг от друга и от вала якоря медных пластин. Каждая из пластин соединена с одним или несколькими проводниками якорной обмотки. На коллектор накладываются неподвижные контактные щетки. С помощью контактных щеток вращающаяся якорная обмотка соединяется с сетью постоянного тока или с нагрузкой.