Примеры решения задач контрольной работы по электротехнике

Цепи постоянного тока
Определить эквивалентное сопротивление
цепи
ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Временная диаграмма напряжения
Резонансные явления
Цепи со взаимной индуктивностью
ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ
ЦЕПИ С НЕСИНУСОИДАЛЬНЫМИ
ТОКАМИ
ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ
В ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЯХ
Построить в масштабе векторную диаграмму
Катушка с активным сопротивлением
В трёхфазную четырехпроводную сеть
Однофазный понижающий трансформатор
Расчет выпрямителей переменного тока

 

ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Синусоидальные токи, напряжения и ЭДС.

В линейной электрической цепи при действии периодических ЭДС с одинаковым периодом Т, спустя достаточно большой промежуток времени от начала действия этих ЭДС, устанавливаются во всех участках цепи периодические токи и напряжения с тем же периодом Т. Величина  является частотой ЭДС, тока или напряжения. Частота численно равна числу периодов в единицу времени и измеряется в герцах (Гц).

Наибольший интерес представляют периодические синусоидальные токи, напряжения и ЭДС:

 (2.1)

Величины e, u, i называют мгновенными значениями. Их наибольшие значения Em, Um, Im называют амплитудными значениями. Величину  называют угловой частотой. Аргумент синуса называют фазой, величины ψe, ψu, ψi – начальной фазой.

2. Действующие и средние значения синусоидальных величин:

.

 
 (2.2)

3. Изображение синусоидальной функции комплексным числом.

В курсе теории линейных электрических цепей используются следующие формы записи комплексного числа:

алгебраическая ;

показательная ; (2.3)

тригонометрическая ,

здесь  – модуль комплексного числа;

 – аргумент комплексного числа;

 – действительная часть комплексного числа;

 – мнимая часть комплексного числа.

Алгебраическая форма удобна при сложении и вычитании комплексных чисел, а показательная – при умножении, делении, возведении в степень, извлечении корня.

4. Комплексные выражения синусоидальной функции времени, ее производной и интеграла приведены в табл. 2.1.

Соответствующие комплексные амплитуды запишем так:

.

 
 (2.4)

Таблица 2.1

Временная и комплексная записи

Функция

Производная функции

Интеграл от функции

Запись во временной области

Комплексная функция

времени

Комплексная амплитуда

Комплексное действующее значение

Согласно ГОСТу любое комплексное значение обозначается соответствующей буквой с чертой под ней, например , . Однако для величин, изменяющихся с течением времени синусоидально, разрешается комплексные величины обозначать с точкой над соответствующей буквой, таковы , напряжение , ток . Так что такие записи эквивалентны: , , .

5. Пассивные элементы электрической цепи (табл. 2.2).

Пассивный элемент электрической цепи определяется своим комплексным сопротивлением  – комплексным числом, равным отношению комплексного напряжения на зажимах данного элемента к комплексному току этого элемента:

. (2.5)

В табл. 2.2 приведены пассивные элементы, их изображения и обозначения.

6. Законы Кирхгофа.

 (2.6)

7. Комплексная мощность.

, (2.7)

где  – полная мощность;

 – активная мощность;

 – реактивная мощность;

 – сопряженный комплекс тока.

Баланс мощностей

. (2.8

Реактивные сопротивления и проводимости электрических цепей