Исследование электрических цепей

1. Исследование электрической цепи с взаимной индуктивностью
2. Исследование электрических цепей с распределенными параметрами

Для более полного изучения и понимания процессов, что происходят в электроцепях, проводят лабораторные исследования их работы в разных режимах.

Различают такие типы электроцепей:

• с взаимной индуктивностью;
• с распределенными параметрами;
• разветвленные цепи.

В зависимости от типа электрической цепи различают разные методики их исследования.

Исследование электрической цепи с взаимной индуктивностью

Сначала определяют цель данного исследования для верного изучения характеристик электрической цепи переменного тока с последовательным или параллельным подключением элементов. Они связаны с изучением катушки индуктивности в исследуемой цепи.

С изменением силы тока в катушке изменяются параметры магнитного поля. Оно создает в витках этой катушки ЭДС самоиндукции.

Индуктивность катушки – это коэффициент пропорциональности, связывающий сцепление потока и силу тока в цепи. Единицей измерения индуктивности является Генри (Гн).

Если магнитный поток одной катушки частично воздействует на другую катушку, что расположена с ней рядом, то в первой катушке ток изменяется без самоиндукции с электродвижущей силой. Если в этот момент разъединить выводы второй катушки, то возникнет напряжение. Когда две катушки связаны магнитной силой, то говорят, что у них связь на индуктивном уровне.

При этом ЭДС взаимной индукции рассчитывается по формуле:

\(E=-{dФ\over dt}\)

Данная формула есть выражением закона электромагнитной индукции. Коэффициент пропорциональности здесь называется взаимной индуктивностью катушек, которая измеряется в Генри.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Индуктивная взаимосвязь возникает посредством связи магнитного поля. Магнитный поток первой катушки при этом не просто воздействует через витки своей катушки, но и заражает витки второй катушки.

На взаимную индуктивность влияют следующие факторы:

• размеры, форма и количество витков катушек;
• расположение катушек относительно друг друга;
• магнитные характеристики проницаемости среды, в которой они находятся.

Степень индуктивности взаимосвязи катушек электрической цепи устанавливает коэффициент связи. При этом, если одну катушку переместить относительно другой, этот коэффициент будет изменяться. В отдельных случаях он может приравниваться единице, что является его минимальным значением. Это происходит при расчёте индуктивности трансформатора с замкнутым стальным сердечником.

Индуктированная ЭДС взаимной индукции каждой катушки направлена так же, как и ЭДС самоиндукции.
Практически не всегда является возможным определить направления обмотки катушек и их магнитных потоков. В большинстве случаев данные направления получают при определении направления индуктированной ЭДС.

Исследование электрических цепей с распределенными параметрами

Электрическая цепь с распределенными параметрами – это такая цепь, в которой проводимость, сопротивление, индуктивность, ёмкость распределены по всей цепи.

Электрическая линия – это система линейных проводников, соединяющая приемник с генератором для сообщения электрической энергии. Для фиксации изменений величины напряжения и тока в электрической линии используют короткую часть этой линии, которая должна иметь определённую индуктивность и сопротивление.

Вдоль изучаемой цепи её свойства распределяются неравномерно. Ещё одно название электрических линий – однородные длинные линии. Поскольку характеристики распределяются по длине, наблюдается эффект постоянного изменения тока и напряжения вдоль линии. Однородную длинную линию могут рассматривать как соединение каскадного типа с бесконечным множеством элементарных частей.

Постоянная распространения γ рассчитывается с помощью прочих параметров однородной длинной линии:

\(γ=α+jβ=Z_0 Y_0=(R_0+jωl_0)(G_0+jψc_0)\)

\(Z_0=(R_0+jωl_0)\) – комплексное сопротивление, которая измеряется в Ом/км.
\(Y_0=(G_0+jψc_0)\) – комплексная проводимость, которое измеряется в см/км.

Анализ электрической цепи

Известный учёный Густав Кирхгоф в ХІХ веке сформировал основные законы для электрических цепей с разветвлениями. В первом его законе говорится о том, что суммарная величина токов, что сходятся в узле электроцепи, равняется нулю.

Узлом является точка, в которой соединяются несколько разветвлений одной электрической цепи. Разветвлением является участок цепи между двумя её узлами.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Применяя данный закон для вычисления параметров цепи, сначала выбирают направление токов во всех её разветвлениях.

Далее формируют математические уравнения, учитывая выбранные направления. Обычно, токи, что притекают в узел, имеют знак плюс, а противоположные – минус.

\(I-I_1-I_2-I_3=0 \\ I=I_1+I_2+I_3\)

В первом законе Кирхгофа показан принцип неразрывности электрического тока.
Второй закон Кирхгофа учитывает сумму электродвижущей силы замкнутой цепи. Она равняется сумме падений напряжений на ее участках:

\(U_j=I_j R_j\)

Контуром цепи называется замкнутый путь, проходящий по нескольким разветвлениям цепи.
Для записи выражения по второму закону Кирхгофа сначала определяются с направлением обхода контура, а после записывают уравнение:

\(U=U_1+U_2=R_1 I+R_2 R_3 I\)

где \(U\) – напряжение на клеммах источника;
\(U_1=R_1 I\) – падение напряжения на сопротивлении \(R_1\);
 \(U_2=R_2 R_3 I\) – падение напряжения на участке, который состоит из соединенных параллельно сопротивлений \(R_2\) и \(R_3\).