Файл: Задание 1 Расчет сложной электрической цепи постоянного тока.pdf

20 6. Какие идеальные элементы схем замещения электрических цепей используются для описания процессов, происходящих в реальных электрических цепях?
1. Резистивный элемент, или идеальный резистор, учитывает преобразование электрической энергии в другие виды энергии. Обладает сопротивлением R, которое измеряют в омах (Ом).
2. Индуктивный элемент, или идеальная индуктивная катушка,
учитывает энергию магнитного поля катушки, а также ЭДС самоиндукции.
Обладает индуктивностью L, которую измеряют в генри (Гн).
3. Емкостный элемент, или идеальный конденсатор, учитывает энергию электрического поля конденсатора, а также токи смещения.
Обладает емкостью С, измеряемой в фарадах (Ф).
У идеального источника ЭДС сопротивление бесконечно мало.
Вследствие этого напряжение на зажимах источника при изменении нагрузки не меняется, а меняется ток. Стрелка источника показывает направление увеличения потенциала.
У идеального источника тока сопротивление бесконечно велико.
Поэтому при изменении нагрузки ток источника тока не меняется, а меняется напряжение на его зажимах.

7. Запишите уравнение резистивного элемента. Какой сдвиг фаз вносит резистивный элемент между напряжением и током?
Re j0
, 0 0

8. Запишите уравнение индуктивного элемента. Какой сдвиг фаз вносит индуктивный элемент между напряжением и током?
ωLe j90
, 90 0

9. Запишите уравнение емкостного элемента. Какой сдвиг фаз вносит емкостной элемент между напряжением и током?

21
(1/ωC)e
-j90
, -90 0

10. Как определяется полное комплексное сопротивление электрической цепи?
Z = R+j(ωL-1/ωC)

11. Как определяется полная комплексная проводимость электрической цепи?
Y = 1/Z
12. Сформулируйте правила Кирхгофа для электрической цепи переменного синусоидального тока.
Первое правило Кирхгофа гласит, что сумма векторов токов в каждом узле любой цепи равна нулю.
Второе правило Кирхгофа гласит, что сумма векторов падений напряжений на всех ветвях, принадлежащих любому замкнутому контуру цепи, равна сумме векторов ЭДС ветвей этого контура.

13. При каких условиях в электрической цепи осуществляется резонанс напряжений?
Резонанс напряжений - резонанс, происходящий в последовательном колебательном контуре при его подключении к источнику напряжения,
частота которого совпадает с собственной частотой контура.

14. При каких условиях в электрической цепи осуществляется режим резонанса токов?
Резонанс токов —
резонанс,
происходящий в
параллельном колебательном контуре при его подключении к источнику напряжения,
частота которого совпадает с собственной частотой контура.

22 15. Дайте определение полной комплексной мощности электрической цепи переменного синусоидального тока.
Мощность, аналогично импедансу, можно записать в комплексном виде:
где
— комплексное напряжение,
— комплексный ток,
—
импеданс, * — оператор комплексного сопряжения.
Модуль комплексной мощности равен полной мощности S.
Действительная часть равна активной мощности Р, а мнимая
— реактивной мощности Q с корректным знаком в зависимости от характера нагрузки.
16.
Дайте определение полной, активной и реактивной мощности цепи переменного синусоидального тока. Укажите их единицы измерения.
Полная мощность (ВА) - величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока I в цепи и напряжения U на её
зажимах: S = U·I; связана с активной и реактивной мощностями соотношением:
где Р — активная мощность, Q — реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0, а при ёмкостной Q < 0).
Векторная зависимость между полной, активной и реактивной мощностью выражается формулой:
Активная мощность. Единица измерения
- ватт (W, Вт).
Среднее за период T значение мгновенной мощности называется активной мощностью:
В цепях однофазного синусоидального тока где U и I — среднеквадратичные значения напряжения и тока, φ - угол сдвига фаз между ними.

23
Реактивная мощность. Единица измерения - вольт-ампер реактивный
(var, вар)
Реактивная мощность - величина,
характеризующая нагрузки,
создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи синусоидального переменного тока, равна произведению среднеквадратичных значений напряжения U и тока I,
умноженному на синус угла сдвига фаз φ между ними:
(если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным, если опережает - отрицательным). Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощностью Р соотношением:

17. Как определяется коэффициент мощности электрической цепи?
Коэффициент мощности — безразмерная физическая величина,
характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток,
протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.