Расчет токов коротких замыканий Анализ переходных процессов в цепи R, L, C Способы соединения четырехполюсников Синтез электрических цепей Графический метод расчета нелинейной цепи Нелинейные цепи переменного тока

Методы расчета электрических цепей

Пассивный и активный двухполюсники. Теорема об активном двухполюснике Двухполюсником называется часть электрической цепи любой сложности и произвольной конфигурации, выделенная относительно двух зажимов (двух полюсов). Двухполюсник, не содержащий источников энергии или содержащий скомпенсированные источники (суммарное действие которых равно нулю), называется пассивным. Если в схеме двухполюсника имеются нескомпенсированные источники, он называется активным. На схеме двухполюсник обозначают прямоугольником с двумя выводами. Это обозначение можно условно рассматривать как коробку, внутри которой находится электрическая цепь.

Резонансные явления в нелинейных цепях

Резонанс в цепи, содержащей нелинейную катушку с ферромагнитным сердечником и линейный конденсатор, получил название феррорезонанса. Для качественного исследования явления феррорезонанса воспользуемся методом эквивалентных синусоид.

Феррорезонанс напряжений будет иметь место в схеме с последовательным соединением элементов (рис. 229а) при выполнении условия UL=UC.

Графический расчет схемы представлен на рис. 229б. Векторное сложение ВАХ отдельных элементов UR(I), UL(I) и UC(I) производится в соответствии с уравнением 2-го закона Кирхгофа

При плавном повышении напряжения от 0 до U1 ток будет также плавно изменятся от 0 до I1. При U=U1 произойдет скачкообразное изменение тока от I1 до I2. При последующем повышении напряжения будет наблюдаться опять плавное изменение тока. При плавном уменьшении напряжения обратный скачек тока от I0 до I3 произойдет при напряжении U=U0. Участок ВАХ 1-0 с отрицательным дифференциальным сопротивлением является участком с неустойчивым режимом работы и при питании цепи от источника ЭДС экспериментально не может быть зафиксирован. Если питать цепь от источника тока J, то можно получить все точки ВАХ, включая и неустойчивый участок 1-0. Резонансу напряжений на результирующей ВАХ соответствует точка 0, для которой выполняется условие UL=UC. Таким образом, исследуемая нелинейная цепь обладает следующими свойствами, нехарактерными для линейной цепи: 1) резонансный режим в цепи достигается изменением приложенного к ней напряжения; 2) в цепи могут иметь место скачкообразные изменения тока или триггерный эффект; 3) при одном и том же напряжении источника в цепи могут наблюдаться три различных режима, один из которых неустойчивый.

При параллельном соединении тех же элементов в цепи будет наблюдаться феррорезонанс токов. На рис. 230а представлена схема цепи, а на рис. 230б ее графический расчет.

 

 

 

Векторное сложение ВАХ отдельных элементов IR(U), IC(U), IL(U) производится в соответствии с уравнением 1-го закона Кирхгофа: .

При плавном увеличении напряжения ток вначале плавно увеличивается до значения I1, затем уменьшается до значения I0, после чего наблюдается его быстрый рост. Резонансному режиму соответствует  точка 0 на результирующей ВАХ, для которой соблюдается условие .

 При питании цепи от источника тока J будут наблюдаться скачкообразные изменения напряжения на ее входе.

Вся область практического применения электрических и магнитных явлений получила название электротехники. Все ее отрасли тесно связаны между собой, технические средства построены на общих принципах, подчиняются одним и тем же законам. Базой для исследования этих принципов и законов стал курс “Теоретические основы электротехники” (ТОЭ), задачами которого являются анализ электромагнитных процессов и явлений, изучение механизма действия электрических машин и аппаратов, разработка и обобщение методов расчета различных электротехнических устройств. Курс ТОЭ имеет большое значение в формировании научного мировоззрения инженера-электрика. На нем базируются все специальные электротехнические дисциплины.
Графический метод расчета нелинейной цепи с несколькими источниками ЭДС