🗊Презентация Анализ сложной линейной электрической цепи постоянного тока

Анализ сложной линейной электрической цепи постоянного тока

Содержание

Основные теоретические сведения Электрической цепью называют совокупность тел и сред, образующих замкнутые пути для протекания электрического тока. Обычно физические объекты и среду, в которой протекает электрический ток, упрощают до условных элементов и связей между ними. Тогда определение цепи можно сформулировать как совокупность различных элементов, объединенных друг с другом соединениями или связями, по которым может протекать электрический ток.

Элементами электрической цепи являются источники электрической энергии, активные и реактивные сопротивления. Элементами электрической цепи являются источники электрической энергии, активные и реактивные сопротивления. Связи в электрической цепи изображаются линиями и по смыслу соответствуют идеальным проводникам с нулевым сопротивлением. Связи элементов электрической цепи обладают топологическими свойствами, т.е. они не изменяются при любых преобразованиях, производимых без разрыва связей.

Для описания топологических свойств электрической цепи используются топологические понятия, основными из которых являются узел, ветвь и контур. Пример такого преобразования показан на рис. 1. Для описания топологических свойств электрической цепи используются топологические понятия, основными из которых являются узел, ветвь и контур. Пример такого преобразования показан на рис. 1.

Узлом электрической цепи называют место (точку) соединения трех и более элементов. Узлом электрической цепи называют место (точку) соединения трех и более элементов. Графически такое соединение может изображаться различными способами. Обратите внимание на точку в месте пересечения линий схемы. Если она отсутствует, то это означает отсутствие соединения. Точка может не ставиться там, где при пересечении линия заканчивается (рисунок а)).

Ветвью называют совокупность связанных элементов электрической цепи между двумя узлами. Ветвью называют совокупность связанных элементов электрической цепи между двумя узлами. Ветвь по определению содержит элементы, поэтому вертикальные связи рис.2 а) и б) ветвями не являются. Не является ветвью и диагональная связь рис.1а).

Контуром (замкнутым контуром) называют совокупность ветвей, образующих путь, при перемещении вдоль которого мы можем вернуться в исходную точку, не проходя более одного раза по каждой ветви и по каждому узлу. Контуром (замкнутым контуром) называют совокупность ветвей, образующих путь, при перемещении вдоль которого мы можем вернуться в исходную точку, не проходя более одного раза по каждой ветви и по каждому узлу. По определению различные контуры электрической цепи должны отличаться друг от друга по крайней мере одной ветвью. Количество контуров, которые могут быть образованы для данной электрической цепи ограничено и определено.

Законы Кирхгофа являются одной из форм закона сохранения энергии и потому относятся к фундаментальным законам природы. Законы Кирхгофа являются одной из форм закона сохранения энергии и потому относятся к фундаментальным законам природы. Первый закон Кирхгофа является следствием принципа непрерывности электрического тока, в соответствии с которым суммарный поток зарядов через любую замкнутую поверхность равен нулю, т.е. количество зарядов выходящих через эту поверхность должно быть равно количеству входящих зарядов. Основание этого принципа очевидно, т.к. при нарушении его электрические заряды внутри поверхности должны были бы либо исчезать, либо возникать без видимых причин.

Первый закон Кирхгофа Первый закон Кирхгофа

Второй закон Кирхгофа Алгебраическая сумма падений напряжений в ветвях любого замкнутого контура равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в этом контуре,: Направление обхода контура выбираем произвольно (в примере против часовой стрелки).

Анализ сложной цепи с применением законов Кирхгофа Сложной будем называть разветвленную электрическую цепь, содержащую несколько источников электрической энергии.

Будем считать заданными параметры источников ЭДС, источников тока и сопротивления приемников. Неизвестными являются токи ветвей, не содержащих источников тока. Условными положительными направлениями токов задаемся произвольно.

Практическое задание Дано: R1=1 ОМ, R2=0,5 Ом, R3=0,4 Ом, R4=R5=R6=3 Ом, Е1=120 В, Е2=60 В, Е3=140 В 1. Составить уравнения по законам Кирхгофа; 2. Определить токи во всех ветвях цепи методом контурных токов; 3. Проверить баланс мощностей цепи.

1. Составление уравнений по законам Кирхгофа В рассматриваемом примере: число узлов k = 4, число ветвей m = 6; число уравнений по первому закону Кирхгофа: 4-1=3, число уравнений по второму закону Кирхгофа: 6-(4-1)=3.

2. Определение токов во всех ветвях цепи методом контурных токов