Файл: Вопросы для промежуточной аттестации по дисциплине Физика.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 39
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
.
Вывод. При эквивалентном преобразовании, при последовательном соединении элементов их комплексные сопротивления складываются.
1) Эквивалентное преобразование сопротивлений
Р
ассмотрим электрическую цепь схема, которой приведена на рис.4.7. Эквивалентно преобразуем сопротивления R1и R2 к одному сопротивлению Rэкв.
Учитывая, что ZR=R, и соотношение полученное выше, получим Rэкв=R1+R2.
2) Эквивалентное преобразование емкостей.
Ра
ссмотрим электрическую цепь схема, которой приведена на рис.4.8. Эквивалентно преобразуем емкости С1и С2 к одной эквивалентной емкости Сэкв.
Учитывая, что ZС=1/(jωC), и соотношение полученное выше, получим
.
3) Эквивалентное преобразование индуктивностей
Ра
ссмотрим электрическую цепь схема, которой приведена на рис.4.9 . Эквивалентно преобразуем индуктивностиL1и L2 к одной эквивалентной индуктивности Lэкв.
Учитывая, что ZL=jωL, и соотношение полученное выше, получим Lэкв=L1+L2.
4.3.2. Эквивалентное преобразование схемы при параллельном соединении элементов
Рассмотрим комплексную схему замещения электрической цепи, состоящей из параллельного соединения отдельных элементов (рис. 4.10). Данная цепь содержит два узла, между которыми включены все элементы. Общим для всех элементов является напряжение на них. Эквивалентно преобразуем схему к одному элементу, но так чтобы напряжение и ток на выводах схемы сохранили свои значения. Это возможно, когда сопротивление исходной цепи и эквивалентной цепи одинаковы. На основании закона Ома и первого закона Кирхгофа в комплексной форме можно записать уравнение электрического равновесия
I=I1+I2+…+In, или (U/Zэкв) = (U/Z1) + (U/Z2) + …(U/Zn) .
Отсюдаследует, что
(1/Z
экв) = (1/Z1) + (1/Z2) + … +(1/Zn), или Zэкв = 1/[(1/Z1) + (1/Z2) + … +(1/Zn)].
Учитывая, (1/Z) = Y – комплексная проводимость элемента, можно записать, что
Yэкв = Y1 + Y2 + … + Yn.
Вывод. При эквивалентном преобразовании, при параллельном соединении элементов их комплексные проводимости складываются.
5 Эквивалентные преобразования схем. Последовательное и параллельное соединение элементов электрических цепей
Сопротивления в электрических цепях могут быть соединены последовательно, параллельно, по смешанной схеме и по схемам «звезда», «треугольник». Расчет сложной схемы упрощается, если сопротивления в этой схеме заменяются одним эквивалентным сопротивлением Rэкв, и вся схема представляется в виде схемы, где R=Rэкв, а расчет токов и напряжений производится с помощью законов Ома и Кирхгофа.
Электрическая цепь с последовательным соединением элементов
Последовательным называют такое соединение элементов цепи, при котором во всех включенных в цепь элементах возникает один и тот же ток I.
На основании второго закона Кирхгофа общее напряжение U всей цепи равно сумме напряжений на отдельных участках:
U = U1 + U2 + U3 или IRэкв = IR1 + IR2 + IR3,
откуда следует Rэкв = R1 + R2 + R3.
Таким образом, при последовательном соединении элементов цепи общее эквивалентное сопротивление цепи равно арифметической сумме сопротивлений отдельных участков. Следовательно, цепь с любым числом последовательно включенных сопротивлений можно заменить простой цепью с одним эквивалентным сопротивлением Rэкв. После этого расчет цепи сводится к определению тока I всей цепи по закону Ома
,
и по вышеприведенным формулам рассчитывают падение напряжений U1, U2, U3 на соответствующих участках электрической цепи.
Недостаток последовательного включения элементов заключается в том, что при выходе из строя хотя бы одного элемента, прекращается работа всех остальных элементов цепи.
Электрическая цепь с параллельным соединением элементов
Параллельным называют такое соединение, при котором все включенные в цепь потребители электрической энергии, находятся под одним и тем же напряжением.
В этом случае они присоединены к двум узлам цепи а и b, и на основании первого закона Кирхгофа можно записать, что общий ток I всей цепи равен алгебраической сумме токов отдельных ветвей:
I = I1 + I2 + I3, т.е.
,откуда следует, что
.
В том случае, когда параллельно включены два сопротивления R1 и R2, они заменяются одним эквивалентным сопротивлением
.
Из соотношения, следует, что эквивалентная проводимость цепи равна арифметической сумме проводимостей отдельных ветвей:
gэкв = g1 + g2 + g3.
По мере роста числа параллельно включенных потребителей проводимость цепи gэкв возрастает, и наоборот, общее сопротивление Rэкв уменьшается.
Напряжения в электрической цепи с параллельно соединенными сопротивлениями
U = IRэкв = I1R1 = I2R2 = I3R3.
Отсюда следует, что
т.е. ток в цепи распределяется между параллельными ветвями обратно пропорционально их сопротивлениям.
По параллельно включенной схеме работают в номинальном режиме потребители любой мощности, рассчитанные на одно и то же напряжение. Причем включение или отключение одного или нескольких потребителей не отражается на работе остальных. Поэтому эта схема является основной схемой подключения потребителей к источнику электрической энергии
Вывод. При эквивалентном преобразовании, при последовательном соединении элементов их комплексные сопротивления складываются.
1) Эквивалентное преобразование сопротивлений
Р
ассмотрим электрическую цепь схема, которой приведена на рис.4.7. Эквивалентно преобразуем сопротивления R1и R2 к одному сопротивлению Rэкв.Учитывая, что ZR=R, и соотношение полученное выше, получим Rэкв=R1+R2.
2) Эквивалентное преобразование емкостей.
Ра
ссмотрим электрическую цепь схема, которой приведена на рис.4.8. Эквивалентно преобразуем емкости С1и С2 к одной эквивалентной емкости Сэкв.Учитывая, что ZС=1/(jωC), и соотношение полученное выше, получим
.3) Эквивалентное преобразование индуктивностей
Ра
ссмотрим электрическую цепь схема, которой приведена на рис.4.9 . Эквивалентно преобразуем индуктивностиL1и L2 к одной эквивалентной индуктивности Lэкв.Учитывая, что ZL=jωL, и соотношение полученное выше, получим Lэкв=L1+L2.
4.3.2. Эквивалентное преобразование схемы при параллельном соединении элементов
Рассмотрим комплексную схему замещения электрической цепи, состоящей из параллельного соединения отдельных элементов (рис. 4.10). Данная цепь содержит два узла, между которыми включены все элементы. Общим для всех элементов является напряжение на них. Эквивалентно преобразуем схему к одному элементу, но так чтобы напряжение и ток на выводах схемы сохранили свои значения. Это возможно, когда сопротивление исходной цепи и эквивалентной цепи одинаковы. На основании закона Ома и первого закона Кирхгофа в комплексной форме можно записать уравнение электрического равновесия
I=I1+I2+…+In, или (U/Zэкв) = (U/Z1) + (U/Z2) + …(U/Zn) .
Отсюдаследует, что
(1/Z
экв) = (1/Z1) + (1/Z2) + … +(1/Zn), или Zэкв = 1/[(1/Z1) + (1/Z2) + … +(1/Zn)].
Учитывая, (1/Z) = Y – комплексная проводимость элемента, можно записать, что
Yэкв = Y1 + Y2 + … + Yn.
Вывод. При эквивалентном преобразовании, при параллельном соединении элементов их комплексные проводимости складываются.
-
Приведите пример эквивалентного преобразования цепи при параллельном соединении с основными параметрами (сила тока, напряжения, сопротивление)
5 Эквивалентные преобразования схем. Последовательное и параллельное соединение элементов электрических цепей
Сопротивления в электрических цепях могут быть соединены последовательно, параллельно, по смешанной схеме и по схемам «звезда», «треугольник». Расчет сложной схемы упрощается, если сопротивления в этой схеме заменяются одним эквивалентным сопротивлением Rэкв, и вся схема представляется в виде схемы, где R=Rэкв, а расчет токов и напряжений производится с помощью законов Ома и Кирхгофа.
Электрическая цепь с последовательным соединением элементов
Последовательным называют такое соединение элементов цепи, при котором во всех включенных в цепь элементах возникает один и тот же ток I.
На основании второго закона Кирхгофа общее напряжение U всей цепи равно сумме напряжений на отдельных участках:
U = U1 + U2 + U3 или IRэкв = IR1 + IR2 + IR3,
откуда следует Rэкв = R1 + R2 + R3.
Таким образом, при последовательном соединении элементов цепи общее эквивалентное сопротивление цепи равно арифметической сумме сопротивлений отдельных участков. Следовательно, цепь с любым числом последовательно включенных сопротивлений можно заменить простой цепью с одним эквивалентным сопротивлением Rэкв. После этого расчет цепи сводится к определению тока I всей цепи по закону Ома
,и по вышеприведенным формулам рассчитывают падение напряжений U1, U2, U3 на соответствующих участках электрической цепи.
Недостаток последовательного включения элементов заключается в том, что при выходе из строя хотя бы одного элемента, прекращается работа всех остальных элементов цепи.
Электрическая цепь с параллельным соединением элементов
Параллельным называют такое соединение, при котором все включенные в цепь потребители электрической энергии, находятся под одним и тем же напряжением.
В этом случае они присоединены к двум узлам цепи а и b, и на основании первого закона Кирхгофа можно записать, что общий ток I всей цепи равен алгебраической сумме токов отдельных ветвей:
I = I1 + I2 + I3, т.е.
,откуда следует, что .В том случае, когда параллельно включены два сопротивления R1 и R2, они заменяются одним эквивалентным сопротивлением
.Из соотношения, следует, что эквивалентная проводимость цепи равна арифметической сумме проводимостей отдельных ветвей:
gэкв = g1 + g2 + g3.
По мере роста числа параллельно включенных потребителей проводимость цепи gэкв возрастает, и наоборот, общее сопротивление Rэкв уменьшается.
Напряжения в электрической цепи с параллельно соединенными сопротивлениями
U = IRэкв = I1R1 = I2R2 = I3R3.
Отсюда следует, что
т.е. ток в цепи распределяется между параллельными ветвями обратно пропорционально их сопротивлениям.
По параллельно включенной схеме работают в номинальном режиме потребители любой мощности, рассчитанные на одно и то же напряжение. Причем включение или отключение одного или нескольких потребителей не отражается на работе остальных. Поэтому эта схема является основной схемой подключения потребителей к источнику электрической энергии