Для анализа режимов работы R изменяем от 0 до
E
|
U 0 R 0
Холостым ходом называется режим работы электрической цепи, при котором сопротивление внешнего участка цепи стремится к бесконечности.
Эквивалентная схема
|
E Амперметра: I XX = 0
Вольтметра: V XX = E
|
R
R 0 ○
Коротким замыканием называется режим работы электрической цепи, при котором сопротивление внешнего участка цепи стремится к нулю.
Эквивалентная схема
|
E Амперметра: I КЗ =
Вольтметра: V КЗ = 0
|
R 0
Короткое замыкание – аварийный режим, если произошло короткое замыкание, защитная аппаратура должна разомкнуть цепь.
Рабочие режимы, – при которых параметры цепи не превышают номинальные значения.
Номинальный ток и номинальные напряжения – это параметры, на которые рассчитаны элементы цепи.
Режим согласования нагрузки – это режим, при котором R = R 0.
Графики зависимостей напряжений на внешнем и внутреннем участке цепи от тока.
1. I = 0 U 0 = I · R 0 = 0 U = E – U 0 2. I = I КЗ U 0 = U = E – U 0 = 0 | U U 0 Е U 0 = f 2(I) U = f 1(I) I I КЗ |
Графики зависимостей полной мощности полезной и КПД от сопротивления нагрузки
Режим работы | Р1 | Р2 | |
КЗ R = 0 | Р 1 = Е · I КЗ = E · | Р 2 = U КЗ· I КЗ = 0 | |
Режим согласования R = R 0 | Р 1 = Е · I = | Р 2 = I 2 R = = | |
XX R → | Р 1 = Е · I XX = 0 | Р 2 = U XX· I XX = 0 |
1 P 1
P 2
= f 3(R)
0,5
Р 1 = f 1 (R)
Р 2 = f 2 (R)
R
R 0
ЗАКОНЫ КИРХГОФА
Сложной является электрическая цепь, содержащая 2 или больше 2 источников электроэнергии; 2 или больше 2 узлов.
Е1 E2 Е3
R2 R02 R03
R01
R1 R4 R5
R3
Узел – точка электрического соединения 3-х и более ветвей.
Ветвь – участок электрической цепи, содержащей один элемент или несколько элементов, соединенных последовательно.
Контур – замкнутый путь, проходящий по ветвям схемы.
В представленной на рисунке схеме – 5 ветвей
– 3 узла.
можно выделить 6 независимых контуров.
Расчет сложной цепи можно выполнить с помощью методов, основанных на законах Кирхгофа.
I закон Кирхгофа можно применить для любого узла схемы.
II закон Кирхгофа можно применить для любого замкнутого контура.
I закон Кирхгофа
I 1
I 5
I 4 А I 2 I 3
| Сумма токов, входящих в узел, равна сумме токов, выходящих из узла, или алгебраическая сумма токов, проходящих через узел, всегда равна нулю. I 1 + I 3 + I 4 = I 2 + I 5 или I 1 – I 2 + I 3 + I 4 – I 5 = 0 Знак + присваивается токам, направленным к узлу. |
II закон Кирхгофа
R 1
E 1 I 1
E 2
I 4 I 2 R 4 R 2
E 3 E 4 R 3 I 3
| В любом замкнутом контуре алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме напряжений на всех элементах. Для того чтобы составить уравнение по II закону Кирхгофа надо выбрать произвольно направление обхода контура |
Е 1 + Е 2 – Е 3 + Е 4 = I 1 · R 1 – I 2 · R 2 + I 3 · R 3 – I 4 · R 5
В уравнении ЭДС входит со знаком «+», если ее направление совпадает с направлением обхода контура, если направление ЭДС противоположно направлению обхода контура – то ей присваивают знак «–».
Напряжению на элементе присваивают знак «+», если ток, проходящий через этот элемент, совпадает по направлению с направлением обхода контура, в противном случае напряжению присваивают знак «–».