Режимы работы электрических цепей Электрические цепи представляют совокупность устройств и объектов

Режимы работы электрических цепей
Электрические цепи представляют совокупность устройств и объектов, образующих путь для протекания электрического тока, электромагнитные процессы в которых описываются с помощью понятий об ЭДС, напряжении и токе [1, 2]. В общем случае электрическая цепь состоит из источников и приемников (потребителей) электрической энергии и элементов (проводников и др. технических устройств), связывающих источники с приемниками электрической энергии.
Расчеты электрических цепей и исследования физических процессов, происходящих в них, основываются на принятых допущениях и некоторой идеализации реальных объектов [1-6 и др.].
Свойства электрических цепей зависят от режимов их работы. Режимы работы электрических цепей – состояние электрических цепей в рассматриваемый момент или интервал времени, характеризуемое конкретными значениями параметров и законами изменения электромагнитных величин. При этом в любой электрической цепи может быть только два режима:
▪ либо установившийся,
▪ либо переходной.
В установившемся режиме работы электрической цепи ЭДС, напряжения и токи в электрической цепи являются постоянными или периодическими.
В переходном режиме работы электрической цепи возникают электромагнитные процессы, обеспечивающие переход от одного установившегося режима электрической цепи к другому или обеспечивающие включение и отключение электрической цепи.
Изменение режима работы электрических цепей происходит в результате коммутации цепи – включение и отключение цепи от источника питания, внезапное изменение параметров цепи, переключение отдельных элементов цепи, внезапное короткое замыкание цепи на каком-либо из её участков и т.п.
В установившемся режиме работы электрических цепей различают четыре характерных режима:
▪ номинальный;
▪ согласованный;
▪ холостого хода;
▪ короткого замыкания.

Номинальный режим представляет собой расчетный режим, при котором элементы электрической цепи (источники, приемники, линия электропередачи) работают в условиях, соответствующих проектным данным и параметрам.
Номинальный режим электрической цепи обеспечивает технические параметры как отдельных элементов, так и всей цепи, указанные в технической документации, в справочной литературе или на самом элементе. Для разных электротехнических устройств указывают свои номинальные параметры. Однако три основных параметра указываются практически всегда:
▪ номинальное напряжение ;
▪ номинальный ток ;
▪ номинальная мощность .
Работа активного двухполюсника (источника энергии ) под нагрузкой определяется уравнением

где – внутреннее сопротивление источника.
На нагрузочной вольтамперной характеристике (рис. 1) это уравнение определяется точкой 3 с параметрами и .

Согласованный режим электрической цепи обеспечивает максимальную передачу активной мощности от источника питания к потребителю (рис. 2). При этом в согласованном режиме КПД электрической цепи и для мощных цепей работа в согласованном режиме экономически невыгодна. Такой режим применяется, главным образом, в маломощных радиотехнических цепях, когда КПД не имеет существенного значения, а требуется обеспечить в приемнике возможно большую мощность.
Полная активная мощность, выделяемая активным двухполюсником, в согласованном режиме равна

где – сопротивление нагрузки.

Рисунок 1 Обобщенная нагрузочная вольтамперная характеристика электрической цепи

Рисунок 2 Зависимость передаваемой мощности источника
от сопротивления нагрузки
Коэффициент полезного действия (КПД) в режиме согласованной нагрузки определяется по формуле

и при составляет .

Режим холостого хода характеризуется отключением нагрузки от источника электроэнергии, при котором ток в нагрузке равен нулю , сопротивление нагрузки принимается равным , а напряжение на зажимах источника равно ЭДС

На обобщенной нагрузочной вольтамперной характеристике электрической цепи этот режим соответствует точке 1 (рис.1).

Режим короткого замыкания характеризуется замыканием источника электроэнергии накоротко. Такой режим работы электрической цепи является аварийным. При коротком замыкании и ток короткого замыкания

во много раз превышает значение номинального тока.
Значение тока короткого замыкания соответствует точке 2 на обобщенной нагрузочной вольтамперной характеристике электрической цепи (рис.1).

Учёный 5.0

Знаю множество языков, проходил стажировку в криминалистике, журналистике, менеджменте и истории. Второе высшее - факультет информационных технологий и программирования.

Нанять автора

Готовые работы на продажу

Так же вы можете купить уже выполненные похожие работы. Для удобства покупки работы размещены на независимой бирже. Нажимая "Купить" вы будете перенаправлены на страницу карточки работы.

Гарантия на работу 10 дней.

Переходные процессы в электрических цепях

400₽

• Решение задач
• Электроника, электротехника, радиотехника
• Выполнил: vera12

Купить

Переходные процессы в электрических системах

500₽

• Курсовая работа
• Физика
• Выполнил: user1350799

Купить