No Image

Что такое схема замещения

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
12 марта 2020

Для упрощения исследования цепи ее заменяют схемой замещения, которая служит расчетной моделью реальной цепи. Схема учитывает последовательность соединения участков цепи и их свойства.

Каждый из элементов схемы отражает какую-либо одну сторону исследуемого процесса. На рис. 2.2–2.4 показаны обозначения простейших пассивных двухполюсников (а) и их характеристики (б).

Двухполюсники в схеме соединяются между собой идеальными (сверхпроводящими) проводниками, на которых стрелками указываются направления токов. Принято считать, что ток в пассивном двухполюснике течет от точки более высокого («плюс») к точке более низкого («минус») потенциала.

Сопротивление R (рис. 2.2) отражает в схеме потребление энергии (например, рассеивание энергии в виде тепла резистором), а уравнение вольтамперной характеристики (ВАХ) соответствует закону Ома:

.

Термином «сопротивление» называют также коэффициент пропорциональности . Здесь и , соответственно, масштабы напряжения и тока.

Мощность этого элемента (скорость потребления энергии) определяется по закону Джоуля-Ленца:

Индуктивность L (рис. 2.3) учитывает накопление энергии в магнитном поле катушки:

Здесь – коэффициент пропорциональности в

уравнении вебер-амперной характеристики (ВбАХ)катушки, а и , соответственно, масштабы потокосцепления и тока. Связь напряжения и тока соответствует закону

.

Емкость С (рис. 2.4) отражает накопление энергии в электрическом поле конденсатора:

При этом величина представляет собой коэффициент пропорциональности в уравнении кулон-вольтной характеристики (КлВХ), а и

, соответственно, масштабы заряда и напряжения.

Связь напряжения и тока смещения:

Схемы замещения реальных источников энергии содержат идеальные источники напряжения и тока.

Разность потенциалов на зажимах источника напряжения, называемая электродвижущей силой (ЭДС), не зависит от тока в нем. Внутреннее сопротивление источника напряжения равно нулю.

В свою очередь, задающий ток источника тока не зависит от напряжения на его зажимах. Внутреннее сопротивление источника тока бесконечно велико.

Обозначения идеальных источников показаны на рис. 2.5.

Стрелка источника ЭДС (рис. 2.5,a) указывает точку более высокого потенциала. Обычно предполагается, что источник вырабатывает энергию. Поэтому ток внутри него течет от точки более низкого к точке более высокого потенциала. При этом мощность источника равна:

Двойная стрелка источника тока (рис. 2.5,б) указывает направление этого тока. Полярность напряжения обычно также считают соответствующей тому случаю, когда источник вырабатывает энергию. Тогда и у источника тока стрелка будет указывать

точку более высокого потенциала, а его мощность определится как

Если же полярности источников не будут соответствовать направлению их токов, окажется, что источники потребляют энергию и их мощности станут отрицательными.

На рис. 2.6 в качестве примера показана схема замещения некоторой электрической цепи, содержащая все выше перечисленные двухполюсники.

Участок схемы, по которому в любой момент времени течет один и тот же ток, называется ветвью. Принятое положительное направление тока в ветви указывается стрелкой.

Место соединения нескольких ветвей называется узлом (узлы обозначены буквами). Если в узле сходятся лишь две ветви, то его называют устранимым (например, узел f). Если два узла соединены проводником без сопротивления, то их потенциалы одинаковы (например, и , и ), так что каждую пару можно считать одним («расщепленным») узлом и обозначать одной буквой (a, b).

Замкнутый путь по ветвям схемы называется контуром (например, afbca). Замкнутый путь, не проходящий по ветвям, а пересекающий их, называется сечением ( , ).

Топологическая схема, содержащая все ветви и узлы схемы замещения, но не отражающая характера ее элементов, называется графом (узлы изображаются точками, ветви – линиями). На рис. 2.7,а изображен граф схемы, которая показана на рис. 2.6. Ветвь с источником тока в граф не входит, поскольку внутренняя проводимость этого источника равна нулю.

Читайте также:  Сколько стоит аэрограф для рисования

Граф называется направленным, если указаны направления его ветвей, обычно соответствующие направлениям токов. Для графа применимы понятия контура и сечения. Часть графа, содержащая все узлы, соединенные между собой ветвями, не образующими ни одного контура, называется деревом. Ветви, дополняющие дерево до графа, называют хордами.

Легко доказать, что число ветвей дерева на единицу меньше числа узлов: . Тогда число хорд: .

На рис. 2.7,б,в показаны некоторые из деревьев рассматриваемого графа. Здесь

; ; ; .

Если окружить один из узлов схемы замкнутой поверхностью и записать для нее уравнение принципа непрерывности электрического тока, то его следствием будет первый закон Кирхгофа.

В любой момент времени алгебраическая сумма токов в узле равна нулю (с одним знаком учитываются токи, отходящие от узла, с другим – подходящие к нему).

Так, для узла «a» схемы рис. 2.6 имеем:

или

По первому закону Кирхгофа можно составить столько независимых уравнений, сколько ветвей у дерева:

.

Если вычислить циркуляцию вектора напряженности электрического поля по одному из контуров схемы, то в результате получится второй закон Кирхгофа следствие принципа сохранения энергии:

алгебраическая сумма падений напряжения в контуре равна алгебраической сумме ЭДС того же контура (со знаком «плюс» в левой части учитываются падения напряжения на тех элементах, направление тока в которых совпадает с направлением обхода контура, а в правой части – ЭДС тех источников, чьи стрелки совпадают с направлением обхода).

Так, для контура « » имеем:

откуда

Если в контур попадает источник тока, то напряжение на его зажимах записывается в правой части со знаком «плюс», когда его стрелка совпадает с направлением обхода. Напомним, что полярность его напряжения соответствует рис. 2.5. Если составляется уравнение для незамкнутого контура, то в правой части следует записать и напряжение на разомкнутых зажимах (разность их потенциалов), учитывая со знаком «плюс» потенциал зажима, с которого начинается обход контура, и со знаком «минус» потенциал зажима, на котором обход заканчивается.

Например,

Отсюда

Контур, содержащий только одну хорду, называется главным. Очевидно, уравнения, составленные по второму закону Кирхгофа для главных контуров, будут взаимно независимыми. Следовательно, по второму закону Кирхгофа можно составить столько независимых уравнений, сколько у графа хорд.

Существуют две основные задачи, требующие расчета цепей.

В первой из них известны схема цепи и ее параметры. Нужно найти токи в ветвях и напряжения между узлами. Это задача анализа.

Во второй – известен режим работы цепи, а необходимо построить подходящую схему и определить ее параметры. Это задача синтеза. Мы ограничимся анализом электрических цепей, а с синтезом можно будет познакомиться при изучении специальных дисциплин.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 8969 — | 7628 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Совокупность устройств для получения в них эл. тока наз. электрической цепью. В основном цепь состоит из источников питания, приёмников энергии, или потребителей, и проводов для передачи эл. энергии.

2) Элемент электричес- кой цепи:

Элементы электрической цепи – устройство или прибор, выполняющий определенные функции. Все элементы электрической цепи принципиально делятся на источники и потребители:

Читайте также:  Тонкий теплый пол под ламинат

3) монтажная схема электрической цепи.

Монтажная схема -изображает элементы цепи и соединительные провода.

4) принципиальная схема электрической цепи.

Принципиальная схема – на ней показываются условные графические изображения элементов и их соединений.

5) схема замещения электрической цепи.

Схема замещения – расчетная модель электрической цепи, на которой элементы замещаются идеализи -рованными элементами без вспомогательных элементов, не влияющих на результаты расчетов.

В качестве источников питания применяются эл. генераторы, аккумуляторы и первичные элементы.

К приёмникам эл. энергии относятся электродвигате ли, лампы накаливания, нагревательные устройст ва и тд.

8)Классификация эц по роду тока:

. ПО РОДУ ТОКА: — 1. цепи постоянного тока (ток, не меняющ. во времени), 2. цепи переменного тока (синусоидально-измененяющийся ток

t

Линейные – ЭЦ сопротивление каждого эл-та кот. не зависит ни от тока, ни от напряжения. Зависимость напряж. от тока показывается на вольт-амперных хар-ках.

Нелинейные – если хотя бы один эл-т в цепи имеет сопрот-е, зависящее или от тока или от напряж-я.

Все элементы соединены последовательно

Сложнее электрические цепи содержат азветвления

13) Идеальный источник ЭДС:

Ид ист ЭДС – источник, напряжение на зажимах которого не зависит от тока

14) Идеальный источник тока:

Источник энергии, ток через который не зависит от напряжения на его зажимах

15) Схемы замещения реальных источников энергии:

Графическое изображение Эл. цепи, составленное из условных обозначений электротехнич. устройств, наз. принципиальной схемой. Схема замещения эл. цепи является её количественной моделью. Она состоит из совокупности различных идеализированных элементов, выбранных так, чтобы можно было с хорошим приближением описать процессы эл. цепи.

Рассмотрим один из распространённых источников энергии постоянного тока – гальванический элемент. Между разноимённо заряженными пластинами возникает однородное Эл. поле с напряженностью Е [В/м], которое препятствует направленному движению ионов в растворе. Напряжение, при котором накопление зарядов прекращается, служит количественной мерой сторонней силы. Её называют электродвижущей силой (ЭДС, ξ). Если к выводам гальванического элемента подключить приёмник,. То в замкнутой эл. цепи возникнет ток. Заряд каждой из пластин уменьшится и появится направленное движение ионов в растворе кислоты. Направленное движение ионов сопровождается их взаимными столкновениями, что создает внутреннее сопротивление гальванического элемента постоянному току. Т.о., эскизное изображение которого дано на рис.1, а изображение на принципиальных схемах – на рис.2, можно представить в виде схемы замещения (рис.3), состоящей из последовательно включенных источника ЭДС ξ и резистивного элемента с сопротивлением . Равным внутреннему сопротивлению гальванического элемента. Стрелка ЭДС указывает направление движения положительных зарядов внутри источника под действием сторонних сил. Схема замещения рис.3 применяется и для любых других источников эл. энергии постоянного тока.

16) Закон Ома для участ-ка цепи:

Uab = IR => I = Uab/R

17) закон Ома для участка цепи, содержа -щего источник ЭДС:

18) Режимы работы источников энергии:

Ист. тока и ЭДС м. раб-ть как в режиме ист. тока так и в режиме потребителей (приемников) эл-ой эн-ии. Источник ЭДС работает в режиме потреб-ля , если напряжения тока ч/з него и ЭДС не совпадают. (рис-1 – потребитель, 2-источник):

Ист. тока раб. в режиме потребителя, если напряж. на зажиме, из кот вытекает ток, выше чем, на зажиме, в котором ток втекает.

19,26) Баланс мощностей в цепи постоянного тока:

Читайте также:  Проекты одноэтажных домов для сибири

Сумме мощностей энергии равна сумме мощностей приёмников энергии

Pпр = I 2 R

Если направление тока и ЭДС через источник тока не совпадает, то исто -чник потребляет энергию

20) первый закон Кирхгофа

закон Кирхгофа: сумма токов, направленных к узлу, равна сумме токов, направленных от него.

Для узла А можно написать:, I1 + I2 – I3 – I4 – I5 = 0 а в общем виде ,т.е.алгебраичеc-кая сумма токов в узле равна нулю. При этом токи, направленные от узла, считаются отрицательными.

21) второй закон Кирхгофа

Рассмотрим источники, работающие в режиме генератора, т.е. аправления токов совпадают с направ -лениями ЭДС. Одинаковое для них напряжение между точками ВА или, что то же, между точками ЖЗ определяется по формуле:

Тогда для замкнутого контура АБВГДА спра -ведливо уравнение

откуда

или в обшей форме

.

22) расчёт цепей посто- янного тока путём непосредственного применения законов Кирхгофа.

По первому зак. Кирхгофа составляется Y – 1 урав- нений. Направления токов выбираются произвольно

По II-му составляется

B – (Y — 1) – T уравнений, где В – кол. ветвей в цепи

Y – кол. узлов в цепи

T – кол. ветвей содерж. источник тока.

23) расчёт цепей постоян -ного тока методом контурных токов

Он снован на предположении, что в каждом независимом контуре, в каждой

схема замещения — ekvivalentinė schema statusas T sritis chemija apibrėžtis Realiosios sistemos išraiška, sumodeliuota elektroninės schemos elementais. atitikmenys: angl. equivalent circuit; equivalent scheme rus. схема замещения; эквивалентная схема … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

схема замещения — atstojamoji schema statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. replacement scheme vok. Ersatzschaltbild, n; Ersatzschaltung, f rus. схема замещения, f pranc. schéma équivalent, m … Fizikos terminų žodynas

схема замещения (электрической цепи) — 193 схема замещения (электрической цепи) Схема электрической цепи, отображающая свойства цепи при определенных условиях Источник: ГОСТ Р 52002 2003: Электротехника. Термины и определения основных понятий оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Схема замещения (электрической цепи) — 1. Схема электрической цепи, отображающая свойства цепи при определенных условиях Употребляется в документе: ГОСТ Р 52002 2003 Электротехника. Термины и определения основных понятий … Телекоммуникационный словарь

комплексная схема замещения электроустановки — Электрическая схема, в которой схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей или других составляющих объединены соответствующим образом с учетом соотношений между составляющими токов и напряжения в месте повреждения [ГОСТ 26522… … Справочник технического переводчика

Схема — Схема: графический документ [1]; изложение, изображение, представление чего либо в самых общих чертах, упрощённо (например, схема доклада)[2]; электронное устройство, содержащее множество компонентов (интегральная схема). Графический документ… … Википедия

схема — 2.59 схема (schema): Описание содержания, структуры и ограничений, используемых для создания и поддержки базы данных. Источник: ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 10032 2007: Эталонная модель управления данными 3.1.17 схема : Документ, на котором показаны в виде… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ЗАМЕЩЕНИЯ СХЕМА — то же, что эквивалентная схема … Большой энциклопедический политехнический словарь

СХЕМА — знаковая форма представления и отображения содержания мышления или объективного содержания. Простейшая С. задается в виде взаимосвязи, где второй элемент (знак) по определенным законам (посредством отношения значения) замещает или изображает… … Социология: Энциклопедия

Эквивалентная схема — (схема замещения, эквивалентная схема замещения) электрическая схема, в которой все реальные элементы заменены максимально близкими по функциональности цепями из идеальных элементов. Содержание 1 Необходимость эквивалентных схем 2 … Википедия

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector