Лекция №7.
Передача энергии от активного двухполюсника к нагрузке.
Найдёт ток по методу эквивалентного генератора:
.
Выясним, при каких условиях в нагрузке будет выделяться максимальная мощность. Внутренние активные и реактивные сопротивления и изменить нельзя, так как это параметры самой цепи. Если реактивное сопротивление нагрузки подобрать равным реактивному внутреннему сопротивлению , то двухполюсник будет работать в резонансном режиме и ток , текущий через нагрузку будет совпадать по фазе с напряжением , то есть .
Так как же в цепи постоянного тока максимальная мощность выделятся в случае, когда активное сопротивление нагрузки равно активному внутреннему сопротивлению двухполюсника .
Таким образом, существует два условия выделения максимальной мощности на нагрузке: и .
Трёхфазные цепи.
Трёхфазная симметричная система ЭДС – совокупность трёх синусоидальных ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, но сдвинутых на 120 градусов друг от друга, то есть ; ; , или ; ; , где
Трёхфазная цепь – совокупность трёхфазной системы ЭДС, трёхфазной нагрузки и соединительных проводов.
В подавляющем большинстве случаев для передачи энергии используются трёхфазные цепи.
Так как векторная сумма ЭДС равна нулю, то в случае, если нагрузка не присоединена к зажимам , , , то по обмоткам генератора ток протекать не будет.
Трёхфазного источника в цепях обозначается следующим образом:
Существует пять простейших способов соединения трёхфазного генератора с трёхфазной нагрузкой:
1. «Звезда-звезда» с нулевым проводом.
2. «Звезда-звезда» без нулевого провода.
3. «Звезда-треугольник»
4. «Треугольник-треугольник».
5. «Треугольник-звезда»
Нулевой провод – провод, соединяющий нулевые точки генератора и нагрузки.
Линейные провода – провода, соединяющие точки , и генератора и нагрузки.
Линейные токи – токи, текущие через линейные провода.
Линейные напряжения – напряжения между линейными проводами.
Фаза генератора – каждая и трёх обмоток генератора.
Фаза нагрузки – каждая из трёх нагрузок.
Фазовые токи – токи, протекающие через фазы генератора и нагрузки.
Фазовые напряжения – напряжения на фазах генератора и нагрузки.
При присоединении трёхфазного генератора «звездой» линейное напряжение по модулю в больше фазного.
;
;
;
;
;
Линейные напряжения:
;
;
.
При присоединении генератора «треугольником» линейное напряжение равно фазовому, то есть .
При присоединении нагрузки «треугольником» положительное направление токов выбирают по часовой стрелке, при этом линейные токи не равны фазовым. Но линейные токи можно найти с помощью фазовых, используя первый закон Кирхгофа.
Расчёт трёхфазных цепей.
Так как трёхфазовые цепи являются разновидностью цепей синусоидального тока, то расчёт и исследование их проводят с помощью тех же методов. Возможно применение так же символического метода. Кроме того, аналитический расчёт следует сопровождать построением векторных диаграмм.
Рассмотрим схему типа «звезда-звезда» с нулевым проводом.
Если нулевой провод обладает малым сопротивлением, то потенциал точки можно считать равным потенциалу точки , то есть нулевой провод можно закоротить и схема преобразуется в три независимых контура.
Токи в этих контурах можно найти по следующим формулам: ; ; . Ток, текущий через нулевой провод можно найти по первому закону Кирхгофа: . В случае равномерной (симметричной) нагрузки, при которой выполняется условие , нулевой ток равен нулю.
Допустим, что сопротивление нагрузок равны, то есть . В этом случае токи, текущие через линейный провода можно найти по следующим формулам: , , .
Нулевой провод может быть изъят из цепи без изменения её работы.
Построим векторную диаграмму.
При неравномерной нагрузке фаз нулевой ток уже не будет равен нулю.
При наличии в нулевом проводе сопротивления расчёт производится методом двух узлов.
Рассмотрим случай неравномерной нагрузки.
Дано:
;
; ; .
Аналитический способ решения:
; ; .
;
Геометрический метод решения с помощью векторных диаграмм:
;
.
Дата добавления: 2015-08-21; просмотров: 518;