Решение задач по ТОЭ, ОТЦ, Высшей математике, Физике, Программированию...
Пассивные и активные элементы электрических цепей
Активные элементы схемы замещения
Электромагнитные процессы, протекающие в электротехнических устройствах, как правило, достаточно сложны. Однако во многих случаях, их основные характеристики можно описать с помощью таких интегральных понятий, как: При таком подходе совокупность электротехнических устройств, состоящую из соответствующим образом соединенных источников и приемников электрической энергии, предназначенных для генерации, передачи, распределения и преобразования электрической энергии и или информации, рассматривают как электрическую цепь. Электрическая цепь состоит из отдельных частей объектов , выполняющих определенные функции и называемых элементами цепи. Основными элементами цепи являются источники и приемники электрической энергии сигналов. Электротехнические устройства, производящие электрическую энергию, называются генераторами или источниками электрической энергии , а устройства, потребляющие ее — приемниками потребителями электрической энергии. У каждого элемента цепи можно выделить определенное число зажимов полюсов , с помощью которых он соединяется с другими элементами. Различают двух —и многополюсные элементы. Двухполюсники имеют два зажима. К ним относятся источники энергии за исключением управляемых и многофазных , резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы. Многополюсные элементы — это, например, триоды, трансформаторы, усилители и т. Все элементы электрической цепи условно можно разделить на активные и пассивные. Активным называется элемент, содержащий в своей структуре источник электрической энергии. К пассивным относятся элементы, в которых рассеивается резисторы или накапливается катушка индуктивности и конденсаторы энергия. К основным характеристикам элементов цепи относятся их вольт-амперные, вебер-амперные и кулон-вольтные характеристики, описываемые дифференциальными или и алгебраическими уравнениями. Если элементы описываются линейными дифференциальными или алгебраическими уравнениями, то они называются линейными , в противном случае они относятся к классу нелинейных. Строго говоря, все элементы являются нелинейными. Возможность рассмотрения их как линейных, что существенно упрощает математическое описание и анализ процессов, определяется границами изменения характеризующих их переменных и их частот. Коэффициенты, связывающие переменные, их производные и интегралы в этих уравнениях, называются параметрами элемента. Если параметры элемента не являются функциями пространственных координат, определяющих его геометрические размеры, то он называется элементом с сосредоточенными параметрами. Если элемент описывается уравнениями, в которые входят пространственные переменные, то он относится к классу элементов с распределенными параметрами. Классическим примером последних является линия передачи электроэнергии длинная линия. Цепи, содержащие только линейные элементы, называются линейными. Наличие в схеме хотя бы одного нелинейного элемента относит ее к классу нелинейных. Рассмотрим пассивные элементы цепи, их основные характеристики и параметры. Условное графическое изображение резистора приведено на рис. Резистор — это пассивный элемент, характеризующийся резистивным сопротивлением. Последнее определяется геометрическими размерами тела и свойствами материала: В простейшем случае проводника длиной и сечением S его сопротивление определяется выражением. В общем случае определение сопротивления связано с расчетом поля в проводящей среде, разделяющей два электрода. Основной характеристикой резистивного элемента является зависимость или , называемая вольт-амперной характеристикой ВАХ. Если зависимость представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат см. Нелинейный резистивный элемент, ВАХ которого нелинейна рис. В частности безынерционному резистору ставятся в соответствие статическое и дифференциальное сопротивления. Условное графическое изображение катушки индуктивности приведено на рис. Катушка — это пассивный элемент, характеризующийся индуктивностью. Для расчета индуктивности катушки необходимо рассчитать созданное ею магнитное поле. Индуктивность определяется отношением потокосцепления к току, протекающему по виткам катушки,. В свою очередь потокосцепление равно сумме произведений потока, пронизывающего витки, на число этих витков , где. Основной характеристикой катушки индуктивности является зависимость , называемая вебер-амперной характеристикой. Для линейных катушек индуктивности зависимость представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат см. Нелинейные свойства катушки индуктивности см. Без учета явления магнитного гистерезиса нелинейная катушка характеризуется статической и дифференциальной индуктивностями. Конденсатор — это пассивный элемент, характеризующийся емкостью. Для расчета последней необходимо рассчитать электрическое поле в конденсаторе. Емкость определяется отношением заряда q на обкладках конденсатора к напряжению u между ними. В этом случае зависимость представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат, см. У нелинейных диэлектриков сегнетоэлектриков диэлектрическая проницаемость является функцией напряженности поля, что обусловливает нелинейность зависимости рис. В этом случае без учета явления электрического гистерезиса нелинейный конденсатор характеризуется статической и дифференциальной емкостями. Свойства источника электрической энергии описываются ВАХ , называемой внешней характеристикой источника. Далее в этом разделе для упрощения анализа и математического описания будут рассматриваться источники постоянного напряжения тока. Однако все полученные при этом закономерности, понятия и эквивалентные схемы в полной мере распространяются на источники переменного тока. ВАХ источника может быть определена экспериментально на основе схемы, представленной на рис. Здесь вольтметр V измеряет напряжение на зажимах источника И, а амперметр А — потребляемый от него ток I, величина которого может изменяться с помощью переменного нагрузочного резистора реостата R Н. В общем случае ВАХ источника является нелинейной кривая 1 на рис. Она имеет две характерные точки, которые соответствуют:. Для большинства источников режим короткого замыкания иногда холостого хода является недопустимым. Токи и напряжения источника обычно могут изменяться в определенных пределах, ограниченных сверху значениями, соответствующими номинальному режиму режиму, при котором изготовитель гарантирует наилучшие условия его эксплуатации в отношении экономичности и долговечности срока службы. Это позволяет в ряде случаев для упрощения расчетов аппроксимировать нелинейную ВАХ на рабочем участке m-n см. Следует отметить, что многие источники гальванические элементы, аккумуляторы имеют линейные ВАХ. Уравнение 1 позволяет составить последовательную схему замещения источника см. На этой схеме символом Е обозначен элемент, называемый идеальным источником ЭДС. Напряжение на зажимах этого элемента не зависит от тока источника, следовательно, ему соответствует ВАХ на рис. На основании 1 у такого источника. Отметим, что направления ЭДС и напряжения на зажимах источника противоположны. Если ВАХ источника линейна, то для определения параметров его схемы замещения необходимо провести замеры напряжения и тока для двух любых режимов его работы. Существует также параллельная схема замещения источника. Для ее описания разделим левую и правую части соотношения 1 на. На этой схеме символом J обозначен элемент, называемый идеальным источником тока. Ток в ветви с этим элементом равен и не зависит от напряжения на зажимах источника, следовательно, ему соответствует ВАХ на рис. На этом основании с учетом 2 у такого источника , то есть его внутреннее сопротивление. Отметим, что в расчетном плане при выполнении условия последовательная и параллельная схемы замещения источника являются эквивалентными. Однако в энергетическом отношении они различны, поскольку в режиме холостого хода для последовательной схемы замещения мощность равна нулю, а для параллельной — нет. Кроме отмеченных режимов функционирования источника, на практике важное значение имеет согласованный режим работы, при котором нагрузкой RН от источника потребляется максимальная мощность. В заключение отметим, что в соответствии с ВАХ на рис. Решение задач по ТОЭ, ОТЦ, Высшей математике, Физике, Программированию Резистивный элемент резистор Условное графическое изображение резистора приведено на рис. Индуктивный элемент катушка индуктивности Условное графическое изображение катушки индуктивности приведено на рис. Емкостный элемент конденсатор Условное графическое изображение конденсатора приведено на рис. Емкость определяется отношением заряда q на обкладках конденсатора к напряжению u между ними и зависит от геометрии обкладок и свойств диэлектрика, находящегося между ними. Схемы замещения источников электрической энергии Свойства источника электрической энергии описываются ВАХ , называемой внешней характеристикой источника. Она имеет две характерные точки, которые соответствуют: Прямая 2 на рис.
Любой источник энергии можно представить в виде источника ЭДС или источника тока. Источник ЭДС - это источник, характеризующийся электродвижущей силой и внутренним сопротивлением. Идеальным принято называть источник ЭДС, внутреннее сопротивление которого равно нулю. Ri - внутреннее сопротивление источника ЭДС. Стрелка ЭДС направлена от точки низшего потенциала к точке высшего потенциала, стрелка напряжения на зажимах источника U12 направлена в противоположную сторону от точки с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом. У идеального источника напряжение на зажимах не зависит от тока и равно электродвижущей силе. Возможен другой путь идеализации источника: Источником тока принято называть источник энергии, характеризующийся величиной тока и внутренней проводимостью. Ток идеального источника не зависит от сопротивления внешней части цепи. Он остается постоянным независимо от сопротивления нагрузки. Условное изображение источника тока показано на рис. Любой реальный источник ЭДС можно преобразовать в источник тока и наоборот. Источник энергии, внутреннее сопротивление которого мало по сравнению с сопротивлением нагрузки, приближается по своим свойствам к идеальному источнику ЭДС. В случае если внутреннее сопротивление источника велико по сравнению с сопротивлением внешней цепи, он приближается по своим свойствам к идеальному источнику тока. Активные элементы схемы замещения - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Активные элементы схемы замещения" , Астрономия и космонавтика Банковское, биржевое дело и страхование Безопасность жизнедеятельности и охрана труда Биология, естествознание, КСЕ Бухгалтерский учет и аудит Военное дело и гражданская оборона География и экономическая география Геология, гидрология и геодезия Государство и право Журналистика, издательское дело и СМИ Иностранные языки и языкознание История и исторические личности Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника Краеведение и этнография Криминалистика и криминология Кулинария и продукты питания Культура и искусство Литература Маркетинг, реклама и торговля Математика Медицина Международные отношения и мировая экономика Менеджмент и трудовые отношения Музыка Педагогика Политология Предпринимательство, бизнес и коммерция Программирование, компьютеры и кибернетика Производство и технологии Психология Разное Религия и мифология Сельское, лесное хозяйство и землепользование Сестринское дело Социальная работа Социология и обществознание Спорт, туризм и физкультура Строительство и архитектура Таможенная система Транспорт Физика и энергетика Философия Финансы, деньги и налоги Химия Экология и охрана природы Экономика и экономическая теория Экономико-математическое моделирование Этика и эстетика. Математика Активные элементы схемы замещения Количество просмотров публикации Активные элементы схемы замещения - Идеальным принято называть источник тока, внутренняя проводимость которого равна нулю. Поделим левую и правую части уравнения 1. Банк учебных материалов referatwork. Авторские права на базы данных учебных материалов защищены с Учебники по этой дисциплине. Похожие работы по этой теме.
Взаимосвязь смежных и авторских прав
Рыба жареная во фритюре
Пункт 4 статья 6
Как сделать кубик своими руками
Сочинение на тему мои планы на будущее