Меню

Как найти суммарную мощность источников



Суммарная мощность источников должна быть равна сумме мощностей потребителей по активной, по реактивной и по полной мощности в отдельности.

Мощности источников обычно рассчитываются в комплексной форме.

с +

Если i(t) противоположен едс, то c — . Если напряжение по току, то ( — → →)

Физический смысл баланса мощности

Мощности — это количество энергии, выдаваемой в единицу времени источниками и потребляемое нагрузками ( скорость передачи потребления энергии.)

Баланс говорит о том, что скорость отдачи энергии источниками равна скорости потребления энергии потребителями (нагрузками).

Энергия в электрической цепи не накапливается.

Определение условия максимума активной мощности

при передаче энергии от источника в нагрузку

Для получения большей активной мощности

При этом напряжение на нагрузке будет не пропорционально ЭДС.

Часто применяют соотношение . Это называют согласование по сопротивлению. В этом случае . Обычно и тогда реально потеря мощности небольшая относительно max .

Есть стандарты по сопротивлению нагрузок и источников 600 Ом, 135 Ом, 75 Ом.

Электрические цепи с взаимно индуктивными

Дата добавления: 2016-03-15 ; просмотров: 1424 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Формулы мощности для источников э.д.с. и источников тока

Если цепь содержит источник ЭДС, то отдаваемая им или поглощаемая на нём электрическая мощность равна:

где — ЭДС.

Если ток внутри ЭДС противонаправлен градиенту потенциала (течёт внутри ЭДС от плюса к минусу), то мощность поглощается источником ЭДС из сети (например, при работе электродвигателя или заряде аккумулятора), если сонаправлен (течёт внутри ЭДС от минуса к плюсу), то отдаётся источником в сеть (скажем, при работегальванической батареи или генератора). При учёте внутреннего сопротивления источника ЭДС выделяемая на нём мощность прибавляется к поглощаемой или вычитается из отдаваемой.

Мощность, развиваемая источником тока во всей цепи, называетсяполной мощностью.

Она определяется по формуле

где Pоб-полная мощность, развиваемая источником тока во всей цепи, вт;

Е- э. д. с. источника, в;

Читайте также:  Какая мощность лучше для пылесоса с аквафильтром

I-величина тока в цепи, а.

В общем виде электрическая цепь состоит из внешнего участка (нагрузки) с сопротивлением R и внутреннего участка с сопротивлением R (сопротивлением источника тока).

Заменяя в выражении полной мощности величину э. д. с. через напряжения на участках цепи, получим

Величина UI соответствует мощности, развиваемой на внешнем участке цепи (нагрузке), и называется полезной мощностью Pпол=UI.

Величина UoI соответствует мощности, бесполезно расходуемой внутри источника, Ее называют мощностью потерьPo=UoI.

Таким образом, полная мощность равна сумме полезной мощности и мощности потерь Pоб=Pпол+P0.

Подсчёт нагрузки мощности

При линейной нагрузке сила тока в цепи пропорциональна мгновенному напряжению, вся потребляемая мощность является активной. При нелинейной нагрузке увеличивается кажущаяся (полная) мощность в цепи за счёт мощности нелинейных искажений тока, которая не принимает участия в совершении работы.

Баланс мощностей.Уравнение баланса мощностей целесообразно применять для контроля правильности расчета электрических цепей любым методом.

Из закона сохранения энергии следует, что мгновенная мощность, поступающая в цепь от источников электрической энергии, в любой момент времени равна мгновенной мощности, потребляемой цепью. Из этого следует также, что средняя мощность, поступающая в цепь от источников энергии, равна средней мощности, потребляемой цепью.

В общем виде уравнение баланса мощностей можно представить как

где — число источников ЭДС, у которых направления тока и ЭДС совпадают; — число источников напряжения, у которых направления напряжения и тока не совпадают и которые, по существу, являются источниками энергии; — число источников ЭДС с несовпадающими направлениями ЭДС и тока, которые являются потребителями электрической энергии; — число источников напряжения с совпадающими направлениями тока и напряжения; — число резистивных сопротивлений.

Если в схеме имеются источники тока конечной мощности, то они могут быть представлены источниками напряжения с заданным током, при этом напряжение на зажимах источника тока должно быть определено в результате расчета цепи.

Читайте также:  Маркировка проводов по мощности

Уравнение баланса мощностей необходимо составлять для действительных направлений ЭДС, напряжений и токов.

2. 1)Переменный ток в ёмкости

Если же конденсатор включить в цепь переменного тока, то он будет заряжаться попеременно то в одном то в другом направлении.

При этом в цепи будет проходить переменный ток. Рассмотрим это явление подробнее.

В момент включения напряжение на конденсаторе равно нулю. Если включить конденсатор к переменному напряжению сети, то в течение первой четверти периода, когда напряжение сети будет возрастать, конденсатор будет заряжаться.

По мере накопления зарядов на обкладках конденсатора напряжение конденсатора увеличивается. Когда напряжение сети к концу первой четверти периода достигнет максимума, заряд конденсатора прекращается и ток в цепи становится равным нулю.

Ток в цепи конденсатора можно определить по формуле:

Окончательно для тока имеем:

Когда , то i также равно нулю.

Во вторую четверть периода напряжение сети будет уменьшаться, и конденсатор начнет разряжаться. Ток в цепи меняет свое направление на обратное. В следующую половину периода напряжение сети меняет свое направление и наступает перезаряд конденсатора и затем снова его разряд.
Сравнивая векторные диаграммы цепей с индуктивностью и емкостью, мы видим, что индуктивность и емкость на фазу тока влияют прямо противоположно.

Поскольку мы отметили выше, что скорость изменения тока пропорциональна угловой частоте то, из формулы

получаем аналогично, что скорость изменения напряжения также пропорциональна угловой частоте w и для действующего значения тока имеем

2) В цепях переменного тока все токи и напряжения являются синусоидальными функциями времени. Поэтому аналитические зависимости в виде уравнений не дают представления о реальных соотношениях величин. При переходе от оригиналов функций и параметров к их изображениям в виде комплексных чисел задача анализа несущественно упрощается, т.к., в отличие от цепей постоянного тока, где все величины однозначно характеризуются одним числом, в области изображений каждая величина определяется двумя числами, каждое из которых в общем случае недостаточно для полной оценки состояния цепи. Помочь в анализе соотношений между величинами и параметрами электрический цепи может их геометрическое представление в виде векторной диаграммы.

Читайте также:  100 ква мощности равны

Векторной диаграммой называется совокупность векторов на комплексной плоскости, соответствующая комплексным величинам и/или параметрам электрической цепи и их связям.

Билет №11.

1. Метод эквивалентного генератора при расчётах в цепи постоянного тока.

Метод эквивалентного генератора — метод преобразования электрических цепей, в котором схемы, состоящие из нескольких ветвей с источниками ЭДС, приводятся к одной ветви с эквивалентным значением.

Метод эквивалентного генератора используется при расчёте сложных схем в которых одна ветвь выделяется в качестве сопротивления нагрузки и требуется исследовать и получить зависимость токов в цепи от величины сопротивления нагрузки.

В соответствии с данным методом неизменная часть схемы преобразовывается к одной ветви содержащей ЭДС и внутреннее сопротивление эквивалентного генератора.

Применение метода эквивалентного генератора

ЭДС эквивалентного генератора определяется по формуле:

где: — проводимость участка цепи равная

Для определения эквивалентного сопротивления генератора применяется расчет последовательно и параллельно соединённых сопротивлений, а так же, в случае более сложных схем применяют преобразование треугольник-звезда.

После определения параметров эквивалентного генератора можно определить ток в нагрузке при любом значении сопротивления нагрузки по формуле:

Параметры и можно так же определить по исходной схеме из опытов холостого хода и короткого замыкания .

По опыту холостого хода Для определения в исходной схеме убирают сопротивление нагрузки и полученную схему рассчитывают методом узловых потенциалов. Через полученные значения потенциалов определяют

Значение обычно определяется из опыта короткого замыкания, для этого в исходной схеме сопротивление нагрузки заменяют проводом и по методу контурных токов определяют ток в проводе. После этого эквивалентное сопротивление генератора определяется по формуле:

Источник

Как найти суммарную мощность источников



Суммарная мощность источников должна быть равна сумме мощностей потребителей по активной, по реактивной и по полной мощности в отдельности.

Мощности источников обычно рассчитываются в комплексной форме.

с +

Если i(t) противоположен едс, то c — . Если напряжение по току, то ( — → →)

Физический смысл баланса мощности

Мощности — это количество энергии, выдаваемой в единицу времени источниками и потребляемое нагрузками ( скорость передачи потребления энергии.)

Баланс говорит о том, что скорость отдачи энергии источниками равна скорости потребления энергии потребителями (нагрузками).

Энергия в электрической цепи не накапливается.

Определение условия максимума активной мощности

при передаче энергии от источника в нагрузку

Для получения большей активной мощности

При этом напряжение на нагрузке будет не пропорционально ЭДС.

Часто применяют соотношение . Это называют согласование по сопротивлению. В этом случае . Обычно и тогда реально потеря мощности небольшая относительно max .

Есть стандарты по сопротивлению нагрузок и источников 600 Ом, 135 Ом, 75 Ом.

Электрические цепи с взаимно индуктивными

Дата добавления: 2016-03-15 ; просмотров: 1421 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Энергетические расчёты в цепях постоянного тока

date image2015-02-27
views image1817

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

При выполнении энергетических расчётов в цепях постоянного тока определяют следующие характеристики, связанные с распределением электрической энергии по элементам цепи:

— определение мощности, рассеиваемой в сопротивлениях цепи;

— определение суммарной рассеиваемой мощности;

— определение мощности, которую отдаёт в цепь источник напряжения или тока;

— проверку баланса мощностей.

Рассеиваемая мощность Pk характеризует способность сопротивления rk (или проводимость gk) необратимо преобразовывать электрическую энергию в любой другой вид энергии и рассчитывается по одной из формул:

Суммарная рассеиваемая мощность для n сопротивлений и проводимостей определяется арифметической суммой мощностей, рассеиваемых в отдельных сопротивлениях rk или проводимостях gk цепи:

Читайте также:  Какая мощность лучше для пылесоса с аквафильтром

где — мощность, рассеиваемая в сопротивлении rk или проводимости gk , при этом направление напряжения или тока не влияет на рассеиваемую мощность.

В отличие от сопротивлений и проводимостей, которые способны только потреблять электрическую энергию, активные элементы (источники напряжения или тока) способны как потреблять, так и отдавать энергию во внешнюю цепь. В цепях с одним источником всегда происходит передача энергии источника во внешнюю цепь. При наличии в цепи нескольких источников некоторые из них могут работать в режиме потребления энергии. Такое положение может иметь место, например, при зарядке или разрядке аккумуляторов. В связи с этим мощность источников следует определять с учётом направлений напряжения и тока в них, пользуясь формулами:

При положительных направлениях напряжения и тока источников, которые приведены на рис. 2.3, энергия источников передаётся во внешнюю цепь, и, следовательно, их мощность имеет положительное значение ( ). При отрицательных направлениях источники работают в режиме потребления энергии, и, следовательно, их мощность имеет отрицательное значение ( ).

Рис.2.6. К расчёту мощности источников напряжения (а) и тока (б)

Балансом электрических мощностей называют установление равенства мощностей, отдаваемых источниками во внешнюю цепь, и мощностей, потребляемых нагрузками.

Баланс мощностей можно установить с помощью формулы:

Где сравнивается сумма мощностей s источников тока Jk и m источников напряжения Ek (с учётом их знаков) с суммой мощностей Pk, потребляемых в n сопротивлениях rk или проводимостях gk цепи. При правильном решении задачи баланс мощностей соблюдается.

Пример 2.1. Требуется определить мощности источников энергии, мощности, рассеиваемые в сопротивлениях, и установить баланс мощностей для цепи, рассмотренной в примере 2.1. (рис.2.7.).

Решение. Решение задачи будем основывать на значениях токов и напряжений, полученных при решении примера 2.1.

Читайте также:  Электрическая мощность электрических духовых шкафов

Вначале определим мощность, которую отдают в цепь источники напряжения:

Из выполненного расчёта следует, что только источник E1 отдаёт энергию в цепь, а источники E2 и Е4 её потребляют.

Теперь определим суммарную мощность, которую отдают в цепь источники тока:

Из этого решения следует, что оба источника тока отдают энергию в цепь.

Полная мощность источников энергии:

Наконец, определим мощность потерь в сопротивлениях цепи:

Результаты расчёта показывают, что баланс мощностей выполняется.
Раздел 3

Источник