Основные понятия об электрической цепи Расчёт цепей переменного тока Трехфазная цепь Нелинейные электрические цепи Графический метод расчета Выпрямители переменного тока

Основы электротехники Расчет электрических цепей

Напряжения и токи в электрических цепях Электрической цепью называют совокупность элементов и устройств, предназначенных для прохождения тока по определенному, заранее заданному алгоритму и описываемых с помощью понятий тока и напряжения

Электрические цепи переменного тока

Основные понятия об однофазном переменном токе

 В принципе, любой ток, изменяющийся по величине, является переменным. Но на практике под переменным током понимают такой ток, закон изменения которого во времени есть синусоидальная функция. Математическое выражение для синусоидального тока можно записать в виде

, (2.1) Для приближенного расчета переменной составляющей тока всех вентилей, проходящей через выходной конденсатор выпрямителя, воспользуемся формулой

где

i

мгновенное значение тока, показывающее величину тока в конкрет-

ный момент времени;

Im

амплитудное (максимальное) значение тока; выражение в скобках

есть фаза, которая определяет значение тока в момент времени t;

f

частота переменного тока, это величина, обратная периоду измене-

ния синусоидальной величины Т,

;

ω

угловая частота,

;

α

начальная фаза, показывает значение фазы в момент времени t = 0.

Аналогичное выражение можно записать и для синусоидального переменного напряжения:

 

. (2.2)

 Мгновенные значения тока и напряжения условились обозначать строчными латинскими буквами i, u, а максимальные (амплитудные) значения – прописными печатными латинскими буквами I, U с индексом m.

Для измерения величины переменного тока чаще всего используют действующее (эффективное) значение, которое численно равно такому постоянному току, который за период переменного выделяет в нагрузке такое же количество тепла, что и переменный ток. Действующее значение переменного тока

. (2.3)

 

Для обозначения действующих значений тока и напряжения используются прописные печатные латинские буквы I, U без индекса.

В цепях синусоидального тока между амплитудным и действующим значениями существует взаимосвязь:

,  . (2.4)

Цепи переменного тока могут обладать активным сопротивлением r, индуктивностью L и емкостью C. Активное сопротивление обусловливается химическими и физическими свойствами проводника, а индуктивность и емкость зависят как от геометрии токоведущего элемента, так и от состояния электромагнитной среды вокруг него.

4.2.4.3. Среднее значение выпрямленного тока в месте повреждения в установившемся режиме КЗ (Idy) в амперах следует определять по формулам:

- без учета активных сопротивлений цепей постоянного тока и выполнении преобразователей по схеме две обратные звезды с уравнительным реактором

Idy = 2 Im; (42)

- с учетом активных сопротивлений цепей постоянного тока и той же схеме выпрямления

; (43)

- без учета активных сопротивлений цепей постоянного тока и выполнении преобразователей по трехфазной мостовой схеме

Idy = Im; (44)

- с учетом активных сопротивлений цепей постоянного тока и той же схеме выпрямления

; (45)

где RdS - суммарное активное сопротивление короткозамкнутых цепей постоянного тока выпрямительного агрегата, Ом, которое в общем случае равно

RdS  = Rd + Rош + Rкб + Rпк + Rтк, (46)

где Rd - сопротивление катодного реактора, Ом;

Rош - сопротивление ошиновки, Ом;

Rкб - сопротивление выводных кабелей, Ом;

Rпк - переходное сопротивление контактных соединений, Ом;

Rтк - сопротивление токовых катушек, Ом.

Индуктивность есть коэффициент пропорциональности между потоко-сцеплением и током.

Количество электрической энергии, превращающейся в потребителе в другой вид энергии, зависит от средней мощности P за период переменного тока, которая называется активной мощностью, измеряется в ваттами ваттах (Вт) и может быть определена из выражения

. (2.11)

Колебания в электрической цепи представляют собой «реакции» или «отклики» на приложенные к ней «воздействия» (иногда «возмущения»). По отношению к электрическим цепям воздействия аналогичны внешним вынуждающим силам в механических системах. Воздействия в электрических цепях характеризуются заданными законами изменения во времени некоторых напряжений и (или) токов, действующих в цепи. Токи и напряжения в электрической цепи, обусловленные некоторым воздействием, будем называть реакциями цепи на это воздействие. Различают цепи линейные и нелинейные.
Расчёт сложной цепи с помощью законов Кирхгофа.