Основы электротехники и электроники Методы расчета цепей

Традициями эпохи Возрождения
Карта Западной Европы
Лоренцо Бернини
Микеланджело да Караваджо
Призвание апостола Матфея
Обращение Савла
Положение во гроб
Успении Богоматери
Эль Греко

Погребение графа Оргаса

Портрет аристократа
Апостолы Пётр и Павел
Сошествии Святого Духа
Вид Толедо
Диего Веласкес
Менины
Пряхи
Венера перед зеркалом
Сдача Бреды
Аристократические портреты
«Завтрак» и серия «Шуты и карлики
Хусепе Рибера

Исаак, благословляющий Иакова

Хромоножка
Святая Инесса
Нищие философы
Мученичество Святого Варфоломея
Питер Пауэл Рубенс

Жимолостная беседка

Кермесса
Серии картин «Жизнь Марии Медичи»
Портрет камеристки инфанты Изабеллы
Елена Фоурмен и «Шубка»
Возчики камней
Автопортрет
Портрет Изабеллы Брандт
Большое количество заказов
Охота на гиппопотамов и крокодилов
«Похищение дочерей Левкиппа» и «Битва греков с амазонками»
Водружение креста
Рембрандт Ван Рейн

«Анатомия доктора Тулпа»

«Возвращение блудного сына»
«Еврейская невеста»
«Автопортрет»
«Старик в красном» и «Портрет Титуса»
«Портрет Хендрикьё Стоффелс»
«Заговор Юлия Цивилиса»
«Три дерева»
«Выступление стрелковой роты капитана Франса Баннинга Кока»
«Даная»
«Автопортрет с Саскией на коленях»
«Портрет Яна Сикса»
Никола Пуссен и живопись
Классицизма

«Царство Флоры»

«Пейзаж с Полифемом»
«Аркадские пастухи»
«Танкред и Эрминия»
Искусство Европы XVIII века
Художественная жизнь Европы
Архитектура XVIII столетия
Рококо
Малый Трианон
Церквь Святой Женевьевы
Эпоха неоклассицизма
Клод Никола Леду
Жан Батист Пигаль
Галантные празднества
Парижский Лувр
Фарфоровые изделия
Филиппе Ювара
Методы математической
статистики
Искусство России XVIII века
Архитектурные проекты
Москвы 20 годов
Архитектурная история Москвы
Советы для радиолюбителя
Авангардное искусство
Ядерные испытания на
архипелаге Новая Земля
Безопасность в
компьютерных сетях
Аппаратное обеспечение
компьютера
Установка системы
Microsoft Windows 2003
Вычисление производной
и пределов
Вычисление площадей в
декартовых координатах
Вычисление площадей фигур
при параметрическом задании
границы
Вычисление объема тела,
вычисление длин дуг
Векторная и линейная алгебра
Монтаж радиоэлементов
и микросхем

Измерение тока и напряжения Измерение и контроль тока и напряжения в условиях агропромышленного производства – наиболее распространенный вид измерений электрических величин. В зависимости от рода, частоты и формы кривой тока применяют те или иные методы и средства измерений и контроля тока и напряжения. Ток и напряжение непосредственно измеряют электромеханическими и цифровыми амперметрами и вольтметрами со стрелочными или цифровыми отсчетными устройствами. Применение метода сравнения с мерой позволяет измерять величины с меньшими погрешностями, чем непосредственно.

  Электромеханический измерительный прибор прямого действия представляет собой прибор, в котором положение подвижной части зависит от значения измеряемой величины. В таком приборе происходит одно или несколько преобразований сигнала измерительной информации от входа к выходу без применения обратной связи. Независимо от назначения и принципа действия такие приборы состоят из измерительной цепи, измерительного механизма и отсчетного устройства

Электромагнитные приборы. Действие электромагнитных приборов основано на взаимодействии магнитного поля неподвижной катушки, создаваемого измеряемым током, с одним или несколькими подвижными ферромагнитными магнитопроводами.

Приборы сравнения. Измерительный прибор сравнения – это прибор, предназначенный для получения измерительной информации в результате непосредственного сравнения измеряемой величины с величиной, значение которой известно. Приборами сравнения можно выполнять измерения двумя способами – по показанию прибора при полном уравновешивании (компенсации) воздействия измеряемой величины ее мерой и по воздействию на прибор разности измеряемой величины и меры. 

 Цифровой измерительный прибор – это прибор, автоматически вырабатывающий сигналы измерительной информации, показания которого представлены в цифровой форме. Действие цифровых измерительных приборов основано на преобразовании измеряемой аналоговой (непрерывной) величины в соответствующую дискретную с последующей индикацией результатов в виде цифры. Дискретная величина – это величина, в которой измерительная информация содержится не в интенсивности, а в числе элементов сигнала.

Общие свойства измерительных цепей и приборов В агропромышленном производстве необходима информация о нескольких сотнях параметров. При этом значительное число параметров измеряют и контролируют при помощи электрических средств. Это обусловлено рядом особенностей электрических средств – малой инерционностью приборов, возможностью измерения на расстоянии и простотой автоматизации измерений и обработки результатов.

Гальванические преобразователи. Действие гальванических преобразователей основано на явлении возникновения разности потенциалов между двумя электродами, помещенными в электролит, т.е. в этом случае электролитическая ячейка является источником гальванической ЭДС.

Закон коммутации

в момент коммутации емкость эквивалентна КЗ, ток в цепи и напряжение изменяются → устанавливается режим переменного тока. С практической точки зрения этот переходной процесс заканчивается в момент, который определяется требуемой нами точностью, а дальше режим постоянного тока (а он равен 0). Емкость не пропускает постоянный ток.

Основные характеристики магнитного поля (МП).

Индуктивность как параметр ЭЦ

При протекании тока вокруг проводника создается МП. Оно характеризуется B и H: B=μ0H.

Магнитные силовые линии замкнуты, густота силовых линий характеризует B или H.

Поле с током связано правилом правого винта.

Магнитный поток Φ через замкнутую поверхность равен 0.

 - закон Био‑Савара‑Лапласса

Если поле однородное (например, цилиндрическая катушка), то

 , где Rm – магнитное сопротивление

Для уменьшения магнитного сопротивления ставят сердечники из материала, обладающего большим μ.

При наличии изменения магнитного потока, пронизывающего контур, в нем возникает ЭДС – явление электромагнитной индукции (ЭМИ).

Направление ЭДС таково, что связано с пронизывающим потоком правилом правого винта.

Другая формулировка: направление ЭДС таково, что обуславливающий его ток в замкнутой цепи препятствует изменению потока, вызвавшему ЭДС.

За счет тока вокруг витков катушки будет создаваться собственное МП.

 ‑ ЭДС самоиндукции, препятствующая изменению тока

Индуктивность цилиндрической катушки:

 ‑ энергия МП

Однофазный гармонический ток и напряжение

I(t)=Imsin(ωt+φ0)

где Im – амплитуда

  ω – количество оборотов, изображает гармоническую функцию поворота вектора вокруг центра координат за секунду

ωt – текущая фаза

φ0 – угол, положение вектора при t=0

φC=φ0+ωt – полная фаза на соответствующий момент времени

I(t)=Imsin(2πνt+φ0)

ω=2πν

Для определения гармонической функции достаточно знать на любой момент времени значение фазы и мгновенное значение функции, тогда при известном значении φ(ti) можно определить значение функции.

Кроме Im гармонический I или U можно охарактеризовать действующим или средним.

Действующее значение – это эквивалент постоянному току, при котором на сопротивлении R>1 выделяется такое же количество тепла, как и при постоянном.

Среднее значение гармонической функции вычисляется за половину периода.

Если в линейном цикле действует 1 источник гармонического тока или напряжения, то все токи и напряжения изменяются по гармоническому закону.

В любой момент t разность фаз между токами и напряжениями между элементами не изменяется и равна начальной фазе.

Если цепь нелинейная, то при действ. гармоническом ИЭЭ I и U будут изменяться не по гармоническому закону – будет периодичная функция.

e = Emsin(ωt) – гармоническая ЄДС

Цепь линейна → токи и напряжения тоже гармонические

I = Imsin(ωt)

На рисунке черным цветом обозначен график функции UR(t), красным – UL(t), синим – E(t).

Для построения E(t) надо просуммировать мгновенные значения UR и UL.

Амплитудные, действующие значения токов и напряжений складывать нельзя, можно складывать только мгновенные значения.

Классическое описание цепи – дифференциальное уравнение.

Изображение гармонического тока вектором на плоскости

Если на комплексной плоскости (в декартовой системе) изобразить вектор в момент времени t0, совпадающий с осью абсцисс, и заставить его вращаться по часовой стрелке вокруг центра координат, то проекция вектора на ось Ox будет изменяться по косинусоидальному закону, а проекция на ось Oy ‑ по синусоидальному с циклической частотой ω.

В каждый момент времени фаза этих гармонических колебаний будет определяться углом между таким вектором и Ox.

Если в момент времени t = 0 исходное положение вектора характеризуется некоторым значением угла φ0, что будет соответствовать сдвигу фаз адекватных гармонических колебаний.

Каждому гармоническому колебанию соответствует вполне определенный вращающийся вектор на комплексной плоскости.

Это вполне согласуется с представлением функций cos и sin по формулам Эйлера.

İm=Imejφ0 – комплексная амплитуда – мгновенное значение колебания на момент времени t=0.

İд = İm/2 – комплекс действующего значения

İср – комплекс среднего значения

İm, İд, İср характеризуют колебание однозначно.

Можно рассчитывать цепь, содержащую реактивные элементы C, L, R и источник гармонической энергии теми же способами, что и цепи постоянного тока.

В результате расчета получим искомое значение İm или Ùm, после чего можно написать функцию тока или напряжения, дополнив фазу компонентой (слагаемым) ωt – sin(ωt+φ0).

Если ИЭЭ изменялся по закону синуса, то в выражении комплексного значения İ(t)=Imej(ωt+φ0) необходимо брать мнимую часть, если же по закону косинуса – действительную.

Умножение вектора на +j поворачивает его на 90° против часовой стрелки (в сторону опережения).

На комплексной плоскости можно изобразить все векторы токов и напряжений соответствующих элементов, рассматриваемых в цепи.

В активном сопротивлении ток и напряжение совпадают по фазе.

‑ мощность, которую будет показывать счетчик ЭЭ

Активная мощность характеризует потери энергии в сопротивлении.

Сопротивление проводника формируется 2-мя эффектами:

вытеснение тока на поверхность (скин-эффект)

эффект близости

Вытеснение тем более эффективное, чем быстрее скорость изменения тока (чем больше частота). При ↓ эффективного сечения проводника ↑ сопротивление.

Гармонический ток и напряжение в идеальной емкости

XC – модуль реактивного сопротивления емкости

Ток через емкость опережает напряжение на емкости на 90º.

Модуль сопротивления емкости не зависит ни от тока, ни от напряжения → емкость – элемент линейный.

Мгновенная мощность

Гармонический ток и напряжение в реальной емкости (конденсаторе)

 Схема 1 Схема 2

Схема 1

Базовый вектор надо выбирать так, чтобы при построении надо было учитывать взаимные фазовые сдвиги, равные 0°, 90°, -90°, 180°.

I(t) для этой цели не годится, т.к. для дальнейшей работы нужно будет вычислить R.

Любой конденсатор характеризуется добротностью.

Добротность характеризует отношение энергии, запасаемой в реактивном элементе, к энергии потерь. Чем этот показатель больше, тем лучше.

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