ТЭО.19 (08.10.2020)
ОП.02 Электротехника и электроника
Преподаватель Жерневская И.Е.
Тема: Методы расчета сложных электрических цепей. Баланс мощностей в цепях постоянного тока
Цель занятия: освоить методы анализа сложных электрических цепей постоянного тока.
Задание:
1. Повторить закон Ома для участка цепи, закон Ома для полной цепи, первый и второй законы Кирхгофа.
2.Изучить лекционный материал. Краткий опорный конспект лекционного материала оформить в рабочей тетради.
3. Дать ответы на контрольные вопросы в конце лекционного материала.
Ответы на контрольные вопросы (с указанием дисциплины, фамилии и инициалов, даты и темы) оформить письменно в рабочей тетради, сфотографировать на телефон и выслать на дистанционную почту (адреса для обратной связи указаны ниже).
Срок выполнения задания — до 15.10.2020!
Обратная связь:
1. zhernevskaja.inna@mail.ru
2. https://vk.com/zhernevskaya
3. https://ok.ru/profile/519483261262
4. Viber (+380713844123)
5. WhatsApp (+380713844123)
6. dist-obuchenie@mail.ru
Рекомендуемая литература:
1. Данилов И. А., Иванов П. М. Общая электротехника с основами электроники — М.: Мастерство, 2001
2. В. Е. Китаев Электротехника с основами промышленной электроники. Учебное пособие для проф.-тех. училищ. — М.: Высш. школа, 1980
3. Задачник по электротехнике: учеб. пособие для нач. проф. образования: учеб. пособие для сред. проф. образования \ [П.Н. Новиков, В.Я. Кауфман, О.В. Толчеев и др.] - М.: Академия, 2007
Лекция
Тема: Методы расчета сложных электрических цепей. Баланс мощностей в цепях постоянного тока
План
Общие положения
Правила и порядок расчета сложных цепей постоянного тока
Методы расчета сложных электрических цепей
Метод узловых и контурных уравнений
Метод контурных токов
Метод узлового напряжения
Баланс мощностей
Общие положения
Для расчёта сложных электрических цепей применяются несколько методов, построенных на законах Кирхгофа и применяемых в зависимости от конфигурации анализируемой электрической цепи.
Анализом электрической цепи называется определение токов и напряжений в её ветвях и отдельных элементах.
Для анализа или расчета сложных электрических цепей существуют следующие методы:
– метод узловых и контурных уравнений;
– метод контурных токов;
– метод узлового напряжения;
– метод наложения токов;
– метод эквивалентного генератора и другие.
Каждый метод имеет ряд правил и условий расчета, применимых только к нему, но существуют и общие правила и допущения, составляющие основу для всех методов.
Если известны все ЭДС и сопротивления сложной цепи, то, применяя законы Кирхгофа, всегда можно составить столько независимых уравнений, сколько различных неизвестных токов имеется в этой цепи. Определение токов сводится, таким образом, к решению системы линейных уравнений.
Для получения необходимого числа независимых уравнений следуемт применить первый закон Кирхгофа ко всем узловым точкам, кроме одной, т. е. составить, пользуясь этим законом (n-1) уравнений, если число узлов равно n. Недостающие уравнения должны быть составлены по второму закону Кирхгофа таким образом, чтобы каждое следующее уравнение не могло быть получено из предыдущих.
Правила и порядок расчета сложных цепей постоянного тока
Сложную цепь при помощи уравнений Кирхгофа целесообразно рассчитывать в следующей последовательности:
- по возможности упрощают расчетную схему (заменив, например, несколько параллельно-соединенных сопротивлений одним эквивалентным сопротивлением);
- наносят на схеме известные направления всех ЭДС (всегда от минуса к плюсу внутри источника);
- задаются произвольными направлениями токов. Заданные направления ЭДС и условно принятые направления токов изображают стрелками;
- составляют уравнения по первому закону Кирхгофа для всех узловых точек схемы, кроме одной;
- составляют недостающие уравнения по второму закону Кирхгофа, обходя замкнутые контуры по часовой или против часовой стрелки. При этом ЭДС и токи, совпадающие с направлением обхода, принимаются положительными, а противоположные (т. е. встречные) этому направлению — отрицательными;
- решают составленную систему уравнений и определяют неизвестные токи.
Важно!
Если в результате расчета, значение тока получится со знаком минус, то это означает, что этот ток имеет направление противоположное тому, которое было условно принято для него в начале расчета.
Если в результате расчета сложной цепи получается, что у энергопреобразующего устройства (электрической машины или аккумулятора) фактическое направление тока совпадает с направлением действия его ЭДС, то это свидетельствует о том, что рассматриваемое устройство работает в качестве источника электроэнергии – генератор.
Если направление тока обратно направлению ЭДС, то это означает, что это устройство является электроприемником например, зарядным устройством.