Смешанное соединение элементов цепи

Смешанное соединение элементов представляет собой сочетание последовательного и параллельного соединений. Такая цепь может иметь различное число узлов и ветвей. Пример смешанного соединения приведен на схеме (рис. 4.3, а).

Рис. 4.3. Схема смешанного соединения линейных элементов (а) и ее эквивалентные схемы (б, в)

Для расчета такой цепи необходимо последовательно определять эквивалентные сопротивления для тех частей схемы, которые представляют собой только последовательное или только параллельное соединение. В рассматриваемой схеме имеется последовательное соединение элементов с сопротивлениями R₁ и R₂ и параллельное соединение элементов с сопротивлениями R₃ и R₄. Используя полученные ранее соотношения между параметрами Элементов цепи при последовательном и параллельном их соединении, реальную схему цепи можно последовательно заменить эквивалентными схемами.

Эквивалентное сопротивление последовательно соединенных элементов R₁₂ = R₁ + R₂. Эквивалентное сопротивление параллельно соединенных элементов R₃, R₄

R₃₄ = 1/G₃₄ = 1/(G₃ + G₄) = R₃ R₄ /(R₃ + R₄).

Эквивалентная схема с сопротивлениями элементов R₁₂ и R₃₄ изображена на рис, 4.3.б. Для этой схемы последовательного соединения R₁₂ и R₃₄ эквивалентное сопротивление R_экв = R₁₂ + R₃₄, а соответствующая эквивалентная схема представлена на рис. 4.3.б. Найдем ток в этой цепи:

I = U/R_экв.

Это ток источника питания и ток в элементах R₁ и R₂ реальной цепи. Для расчета токов I₃ и I₄ определяют напряжение на участке цепи с сопротивлением R₃₄ (рис. 4.3.б):

U₃₄ = R₃₄I = R₃₄U/R_экв.

Тогда токи I₃ и I₄ можно найти по закону Ома:

I₃ = U₃₄/R₃; I₄ = U₃₄/R₄.

Подобным образом можно рассчитать и ряд других схем электрических цепей со смешанным соединением пассивных элементов,

Для сложных схем с большим количеством контуров и источников э. д. с. не всегда может быть проведено такое эквивалентное преобразование. Их расчет ведется с использованием других методов.

 

Рекомендация:

Для самоконтроля полученных знаний выполните тренировочные задания
из набора объектов к текущему параграфу

 

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Широкое применение в электрических цепях электро-, радио- и других установок находят периодические э. д. с., напряжения и токи. Периодические величины изменяются во времени по значению и направлению, причем эти изменения повторяются через некоторые равные промежутки времени Т (рис. 5.1), называемые периодом.

На практике все источники энергии переменного тока (генераторы электростанций) создают э. д. с., изменяющуюся по синусоидальному закону (рис. 5.1, д).

Рис. 5.1. Переменные периодические э. д. с. различной формы:
а ¾ прямоугольный; б ¾ трапецеидальной; в ¾ треугольной;
г ¾ произвольной; д ¾ синусоидальной

Основное преимущество такого закона изменения э. д. с. и напряжения заключается в том, что в процессе передачи электроэнергии на большие расстояния (сотни и тысячи километров) от источника до потребителя при многократной трансформации (изменении) напряжения временная зависимость напряжения остается неизменной, т. е. синусоидальной.

Синусоидальные э. д. с. напряжения и токи начали широко применять в электротехнике во второй половине ХХ века. В настоящее время практически вся вырабатываемая электроэнергия является энергией синусоидального тока. Лишь некоторую долю этой электроэнергии при использовании преобразуют в энергию постоянного тока.

Любая периодическая величина имеет ряд характерных значений. Максимальное значение или амплитуду э. д. с., напряжения и тока обозначают соответственно Е_m, U_m, I_m. Значение периодически изменяющейся величины в рассматриваемый момент времени называют мгновенным ее значением и обозначают е, u, i ¾ э. д. с., напряжение и ток соответственно. Максимальное значение ¾ частный случай мгновенного значения.

Величина, обратная периоду, т. е. число полных изменений периодической величины за 1 с, называется частотой:

f = 1/T. (5.1)

Частоту выражают в герцах (Гц). Во всех энергосистемах России и других европейских стран в качестве стандартной промышленной частоты принята f = 50 Гц, в США и Японии f = 60 Гц. Это обеспечивает получение оптимальных частот вращения электродвигателей переменного тока и отсутствие заметного для глаза мигания осветительных ламп накаливания.

Некоторые электротехнические устройства работают при более высокой частоте. Повышенная частота (обычно 175-200, 400 Гц) позволяет снизить вес электродвигателей, применяемых для привода электроинструмента и средств автоматики. В установках сквозного нагрева металлов для горячей штамповки и ковки применяют частоту от 500 до 10 000 Гц, а в установках поверхностного нагрева металлов ¾ от 2000 до 10⁶ Гц. В радиотехнических устройствах применяют частоты от 10⁵ до 3 ´ 10¹⁰ Гц.

Находят применение также синусоидальные токи пониженной частоты. Частоту f = 5-10 Гц применяют в металлургической промышленности.

Электрические цепи, в которых действуют синусоидальные э. д. с. и токи, называются электрическими цепями синусоидального тока. К ним относятся понятия схемы цепи, контура, ветви и узла, которые были даны ранее для цепей постоянного тока.

 

Рекомендация:

Для самоконтроля полученных знаний выполните тренировочные задания
из набора объектов к текущему параграфу

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. А. Расчёт железобетонных элементов по первой группе
2. АКТИВНАЯ, РЕАКТИВНАЯ И ПОЛНАЯ МОЩНОСТИ ЦЕПИ
3. Анализ состояния оборудования, эффективности работы элементов технологической схемы
4. Анализ уровней элементов системы коммерческой логистики
5. Арт-терапевтические шкалы формальных элементов.
6. БИЛЕТ 3. Электроемкость проводников и конденсаторов. Соединение конденсаторов Энергия заряженного конденсатора
7. Будет ли протекать в цепи ток, если вместо источника ЭДС включить заряженный конденсатор?
8. В ЗАДАННОМ БАЗИСЕ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
9. В цепи генераторов Г1, Г2,Г3,Г4
10. Величины заряда ядра атомов этих элементов.
11. Включение RLC цепи на постоянное напряжение (апериодич процесс)
12. Включение цепи RLC на постоянное напряжение