Основы электротехники и электроники Методы расчета цепей

Магнитное поле и магнитные цепи Ферромагнитные материалы и их магнитные свойства По магнитным свойствам все материалы разделяют на две группы: ферромагнитные (железо, кобальт, никель и их сплавы и др.) и неферромагнитные материалы (все материалы, за исключением ферромагнитных).

Расчет электрических цепей несинусоидального тока Для расчета цепей несинусоидального тока напряжения источника или ЭДС должны быть представлены рядом Фурье. Основывается расчет на принципе наложения, согласно которому мгновенное значение тока в любой ветви равно сумме мгновенных значений токов отдельных гармоник. Расчет выполняют для каждой из гармоник в отдельности с использованием известных методов расчета цепей. Сначала выполняют расчет токов и напряжений, возникающих от действия постоянной составляющей ЭДС, затем – возникающих от действия первой гармоники ЭДС и т.д.

Нелинейные цепи постоянного и синусоидального тока В теории линейных цепей предполагается, что параметры всех сосредоточенных элементов: сопротивление резистора , индуктивность катушки , емкость конденсатора  – являются неизменными, не зависящими от токов и напряжений. Это предположение является идеализацией. В действительности параметры элементов в какой-то степени зависят от тока и напряжения. Поэтому параметры , и допустимо считать неизменными лишь в ограниченных пределах изменения токов и напряжений

Параллельное соединение нелинейных элементов

Схема замещения и векторная диаграмма катушки с ферромагнитным магнитопроводом

Расчет неразветвленных магнитных цепей Первый вариант. Определение МДС по заданному магнитному потоку (задача синтеза, или прямая задача). Исходные данные: геометрические размеры цепи, кривая намагничивания, магнитный поток.

Импульсные цепи В современных электронных устройствах, системах связи, автоматического управления и вычислительной технике информация часто передается в виде электрических импульсов различной формы. В процессе прохождения импульсов через различные цепи и устройства их форма видоизменяется и иногда искажается.

НЕРАЗВЕТВЛЕННЫЕ И РАЗВЕТВЛЕННЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ С ОДНИМ ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ

Если большое число пассивных элементов вместе с источником э. д. с. об­разуют электрическую цепь, то их взаимное соединение может быть выполнено различными способами. Существуют следующие характерные схемы таких соединений.

Последовательное соединение элементов — это самое простое соединение. При таком соединении во всех элементах цепи протекает один и тот же ток.

 Схема последовательного соединения линейных элементов (а) и ее эквивалентная схема (б)

По этой схеме могут быть соединены или все пассивные элементы цепи и тогда цепь будет одноконтурной неразветвленной (а), или может быть соединена только часть элементов многоконтурной цепи.

Если последовательно соединены п элементов, в которых протекает один и тот же ток I, то напряжение на зажимах цепи будет равно сумме падений на­пряжения на п последовательно включенных элементах, т. е.

U1+U2+ …+Un = Uили

IR1+IR2+…IRn = Iэкв

Rэкв = R1+ R2 + R3 ; I =

Применяют когда напряжение приемников меньше напряжения сети.

(Делители напряжения, у ДПТ регулировочные и пусковые реостаты), магазины сопротивлений, добавочные резисторы включенные к измерителю напряжения.

Параллельное соединение элементов — это такое соединение, при котором ко всем элементам цепи приложено одно и то же напряжение.

Рис. Схема параллельного соединения линейных эле­ментов (а) и ее эквивалентная схема (б).

Ток в каждой ветви

I1 = U/R1 = Uy1 I2 = U/R2 = Uy2 I3 = U/R3 = Uy3

По первому закону Кирхгофа

  I = I1 + I2 + I3

 U/Rэкв = U/R1 + U/R2 + U/R3

 

 qэкв = q1+q2+q3

если n ветвей с одинаковыми сопротивлениям , то

Rэкв =

Для двух элементов Rэкв =

Применение – делитель тока, шунт.

Бывают соединения ни последовательные ни параллельные.

Преобразование схем соединения пассивных элементов Y и r

Расчет – эквивалентная замена трех ветвей , соед. r тремя ветвями соед. Y.

Для определения сопротивлений Rа Rв Rс ветвей, соединенных Y, необходимо найти соотношения, связывающие их с сопротивлением ветвей, соединенных r

Ra = RabRca / (Rab+Rbc+Rca)

Rb = RbcRab / (Rab+Rbc+Rca)

Rc = RacRbc / (Rab+Rbc+Rca)

При эквивалентной замене ветвей, соед. Y ветвями соед. r, сопротивление ветвей r можно определить зная сопротивление ветвей звезды.

Rab = Ra+Rb+RaRb / Rc

Rbc = Rb+Rc+RbRc / Ra

Rca = Rc+Ra+RcRa / Rb

Если три одинаковые ветви r заменяют тремя ветвями соед. Y, то

Ra = Rb = Rc = Rab/3 = Rbc/3 = Rca/3

Архитектура и скульптура Европы Декоративно-прикладное искусство Искусство России XVIII века