Электрическая цепь состоит из трех элементов: источника электрической энергии, приемника и соединительных проводов. <...> Источники электрической энергии, как правило, имеют некоторое внутреннее сопротивление и разность потенциалов на его зажимах, которую в режиме холостого хода называют ЭДС
(электродвижущей силой). <...> Соединительные
провода
1
Источник
rвн
a
E
r
U12
U12
ЭДС
в
2
Рис. <...> При нулевом сопротивлении нагрузки
(режим короткого замыкания источника) вся мощность, выделяющаяся
в цепи, приходится на внутреннее сопротивление источника. <...> Идеальный источник ЭДС имеет
внутреннее сопротивление, равное нулю , и поэтому напряжение на
его зажимах не меняется от величины нагрузки (т. е. от величины
протекающего по нему тока). <...> Кроме источника ЭДС в цепи могут
действовать источники питания, которые имеют внутренние сопротивления, намного превышающие сопротивления нагрузки. <...> Идеальный источник тока
имеет внутреннее сопротивление, равное бесконечности, а ток,
создаваемый им во внешней цепи, не зависит от величины подключенных к нему сопротивлений. <...> Внешняя характеристика идеального
источника тока представлена на рис. <...> Внешняя характеристика идеальной ЭДС
Источники тока и источники ЭДС могут быть взаимно преобразованы друг в друга. <...> ПОРЯДОК ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИСТОЧНИКА ТОКА
В ИСТОЧНИК ЭДС И ОБРАТНО <...> Преобразование источника тока в источник ЭДС и обратно <...> УЗЛЫ И ВЕТВИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ
Узел – часть электрической цепи, где соединяется не менее трех
ветвей. <...> Ветвь – участок электрической цепи, размещенный между двумя
узлами. <...> Условно-положительные направления токов
и напряжений
Расчет электрических цепей затруднен, если в цепи не расставлены
направления токов и напряжений. <...> При решении задач мы не знаем истинного направления как токов, так и напряжений, поэтому выбираем
эти направления произвольно и называем их условно положительными. <...> Направления могут задаваться стрелками, буквенными или цифровыми индексами, например <...>
Теоретические_основы_электротехники._Ч._1._Линейные_электрические_цепи_постоянного_и_переменного_тока.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Ю.В. ПЕТРЕНКО
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Часть 1
ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ
ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО
ТОКА
Утверждено
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
НОВОСИБИРСК
2009
Стр.1
УДК 621.3.01(075.8)
П 303
Рецензенты:
канд. техн. наук, доц. В.В. Богданов;
канд. техн. наук, доц. Ф.Э. Лаппи
Работа подготовлена на кафедре
теоретических основ электротехники
для студентов дневного и заочного отделений
электротехнических специальностей
Петренко Ю.В.
П 303
Теоретические основы электротехники : учеб. пособие.
Ч. 1. Линейные электрические цепи постоянного и переменного
тока / Ю.В. Петренко. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2009. –
147 с.
ISBN 978-5-7782-1251-0
Пособие посвящено методам расчета линейных электрических цепей постоянного
и однофазного переменного тока, а также трехфазных электрических
цепей, способы построения векторных диаграмм простых и разветвленных
электрических цепей.
Структура и содержание пособия соответствуют программе курса «Теоретически
основы электротехники» для студентов электротехнических специальностей.
Предназначено
для самостоятельной работы студентов энергетических
специальностей всех форм обучения.
УДК 621.3.01(075.8)
ISBN 978-5-7782-1251-0
© Петренко Ю.В., 2009
© Новосибирский государственный
технический университет, 2009
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ................................................................................................................... 3
1. Основные понятия теории электрических цепей .............................................. 4
1.1. Источники электрической энергии ............................................................ 4
1.2. Порядок преобразования источника ЭДС в источник тока
и обратно ..................................................................................................... 7
1.3. Узлы и ветви электрической цепи ............................................................. 8
1.4. Законы Кирхгофа ........................................................................................ 9
1.5. Закон Ома для участка цепи ..................................................................... 11
2. Методы расчета электрических цепей ............................................................. 12
2.1. Расчет простейших цепей ......................................................................... 12
2.2. Расчет сложных электрических цепей..................................................... 16
3. Метод контурных токов .................................................................................... 19
4. Метод узловых потенциалов ............................................................................. 25
5. Метод эквивалентного генератора ................................................................... 32
5.1. Двухполюсники. Режимы работы ............................................................ 32
5.2. Режимы работы активного двухполюсника ............................................ 33
5.3. Теорема об эквивалентном генераторе.................................................... 34
6. Линейные электрические цепи однофазного синусоидального тока ............ 40
6.1. Максимальное, среднее и действующее значения синусоидальных
тока, напряжения и ЭДС ........................................................................... 42
6.2. Изображение синусоидальных функций векторами. Векторные
диаграммы .................................................................................................. 44
6.3. Применение комплексных чисел для расчета электрических цепей
синусоидального тока. Синусоидальный ток в элементах
электрической цепи ................................................................................... 47
7. Переменный ток при последовательном соединении R, L, C ........................ 52
8. Переменный ток при параллельном соединении R,L,C ................................. 56
9. Энергетические соотношения в электрических цепях синусоидального
тока ..................................................................................................................... 60
9.1. Активная мощность .................................................................................. 61
9.2. Реактивная мощность ................................................................................ 62
9.3. Полная мощность ...................................................................................... 62
9.4. Измерения активной мощности ............................................................... 64
9.5. Экспериментальное определение параметров электрической цепи ..... 66
10. Резонанс в линейных электрических цепях соединении звезда–звезда
с нулевым проводом ....................................................................................... 69
10.1. Резонанс в последовательной электрической цепи (резонанс
напряжений) ............................................................................................ 70
145
Стр.145
10.2. Резонанс в электрической цепи при параллельном соединении
R, L, C ....................................................................................................... 76
11. Электрические цепи с взаимной индукцией.................................................. 84
11.1. Последовательное включение магнитосвязанных элементов ............. 90
12. Общий принцип расчета цепей с взаимной индукцией.
Эквивалентная замена индуктивных связей ................................................. 93
12.1. Эвивалентная замена индуктивных связей или «развязка»................. 95
12.2. Экспериментальное определение коэффициента взаимоиндукции
.................................................................................................. 97
12.3.Водушный трансформатор ...................................................................... 99
13.Трехфазные электрические цепи ................................................................... 107
13.1.Многфазные электрические цепи ......................................................... 107
13.2.Симметричная трехфазная электрическая цепь. Соединение
звезда–звезда без нулевого провода ..................................................... 110
14. Работа трехфазной электрической цепи при соединении звезда–звезда
с нулевым проводом ..................................................................................... 112
15. Работа трехфазной электрической цепи при соединении
треугольник–треугольник.............................................................................. 119
15.1. Расчет трехфазных несимметричных электрических цепей при
статической нагрузке ............................................................................ 121
15.2. Смещение нейтрали в трехфазных электрических цепях .................. 125
16. Режим холостого хода фазы А ..................................................................... 128
Измерение мощности в трехфазных электрических цепях ........................ 132
Список литературы ........................................................................................ 134
Приложение .................................................................................................... 136
146
Стр.146