Гармонические колебания в пассивных элементах электрических цепей

Содержание

1. Гармонические колебания в пассивных элементах электрических цепей
2. Учебные вопросы:1. Гармонические колебания в пассивных элементах
3. 1. Гармонические колебания в пассивных элементах электрической
4. i(t)p(t)u(t)Резистор – активное сопротивлениеИз–за поверхностного эффекта
5. 1.2 Индуктивный элемент и его характеристикиКомплексное сопротивлениеL -элемента Комплексная проводимость L -элемента
6. Напряжение на индуктивности имеет форму гармонического колебания
7. Энергия поступающая в индуктивный элемент за четверть периода (р>0)Средняя за период мощность в индуктивном элементе
8. 1.3 Емкостной элемент и его характеристикиНапряжение на
9. Мгновенная мощность изменяется во временипо синусоидальному закону
10. Средняя за период мощность в емкостном элементеЭнергия
11. Зависимость сопротивлений пассивных элементов электрической цепи
12. 2. Мощность электрической цепи.Активная мощность[Полная мощность]=[Активная мощность]+[Реактивная
13. Реактивная мощность может быть как положительной, так
14. Баланс мощности в электрической цепиВ электрической цепи
15. Найдем экстремум функции Рпри этом ток
16. Общие выводы В случае, когда необходимо обеспечить
17. Литература:1. Зевеке Г.В., Ионкин А.В., Нетушил А.В.,Страков
18. Скачать презентанцию

Учебные вопросы:1. Гармонические колебания в пассивных элементах электрических цепей.2. Мощность электрической цепиЛитература:1. Зевеке Г.В., Ионкин А.В., Нетушил А.В.,Страков С.В. Основы теории цепей: Учебник для вузов, - М.: Энергоатомиздат, 1999 г,

Главная
Разное
Гармонические колебания в пассивных элементах электрических цепей

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Электротехника и электроника
Лекция № 5
Гармонические колебания в пассивных

элементах электрических цепей
Учебная дисциплина
Кубанский государственный технологический университет
Кафедра компьютерных технологий и

информационной безопасности

Институт информационных технологий и безопасности

Электротехника и электроникаЛекция № 5Гармонические колебания в пассивных элементах электрических цепейУчебная дисциплинаКубанский государственный технологический университетКафедра

Слайд 2Учебные вопросы:
1. Гармонические колебания в пассивных элементах электрических цепей.
2.

Мощность электрической цепи
Литература:
1. Зевеке Г.В., Ионкин А.В., Нетушил А.В.,Страков С.В.

Основы теории цепей: Учебник для вузов, - М.: Энергоатомиздат, 1999 г, с. 61 –84.

2. Бакалов В.П., Игнатов А.Н., Крук Б.И. Основы теории электрических цепей и электроники: Учебник для вузов, - М.: Радио и связь, 1999 г, с. 37 –54.

3. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника: Учебник для вузов, - М.: Высшая школа, 2003 г, с. 37 –83.

Учебные вопросы:1. Гармонические колебания в пассивных элементах электрических цепей.2. Мощность электрической цепиЛитература:1. Зевеке Г.В., Ионкин А.В.,

Слайд 31. Гармонические колебания в пассивных элементах электрической цепи.
1.1 Резистивный

элемент и его характеристики
Пусть через резистор протекает ток i(t):
Колебания синфазные
Мгновенная

мощность колебания в резисторе

1. Гармонические колебания в пассивных элементах электрической цепи. 1.1 Резистивный элемент и его характеристикиПусть через резистор протекает

Слайд 4i(t)
p(t)
u(t)
Резистор – активное сопротивление
Из–за поверхностного эффекта

Слайд 51.2 Индуктивный элемент и его характеристики
Комплексное сопротивлениеL -элемента
Комплексная проводимость

L -элемента

Слайд 6Напряжение на индуктивности имеет форму гармонического колебания и опережает по

фазе колебания тока на угол + π/2.
Um
Колебания тока и напряжения

находятся в квадратуре

Мгновенная мощность изменяется во времени

по синусоидальному закону с частотой в два раза большей частоты тока

Мгновенная мощность положительна при нарастании по абсолютному значению тока в индуктивном элементе → 0

Напряжение на индуктивности имеет форму гармонического колебания и опережает по фазе колебания тока на угол + π/2.UmКолебания

Слайд 7Энергия поступающая в индуктивный элемент за четверть периода (р>0)
Средняя за

период мощность в индуктивном элементе

Слайд 81.3 Емкостной элемент и его характеристики
Напряжение на емкостном элементе имеет

форму гармонического колебания и отстает по фазе от колебания тока

на угол π/2.

1.3 Емкостной элемент и его характеристикиНапряжение на емкостном элементе имеет форму гармонического колебания и отстает по фазе

Слайд 9Мгновенная мощность изменяется во времени
по синусоидальному закону с частотой в

два раза большей частоты тока.
Мгновенная мощность положительна при нарастании по

абсолютному значению напряжения на емкостном элементе → Т/4

Мгновенная мощность изменяется во временипо синусоидальному закону с частотой в два раза большей частоты тока.Мгновенная мощность положительна

Слайд 10Средняя за период мощность в емкостном элементе
Энергия поступающая в емкостной

элемент за четверть периода (рС > 0)
В чисто емкостной

цепи, как и в чисто индуктивной цепи потери энергии отсутствуют. Вначале происходит заряд конденсатора, энергия при этом накапливается в электрическом поле конденсатора. Затем происходит разряд конденсатора, энергия, запасенная в электрическом поле, поступает к источнику.

Средняя за период мощность в емкостном элементеЭнергия поступающая в емкостной элемент за четверть периода (рС >

Слайд 11 Зависимость сопротивлений пассивных элементов электрической цепи от частоты переменного

тока
R2 > R1
L1 > L2
C1 > C2

Слайд 122. Мощность электрической цепи.
Активная мощность
[Полная мощность]=[Активная мощность]+[Реактивная мощность]
Полная мощность определяет

эксплуатационные возможности многих электротехнических устройств (генераторов, трансформаторов, электрических машин) для

которых она указывается в качестве номинальной: SНОМ=UНОМIНОМ

Комплексно-сопряженный ток

2. Мощность электрической цепи.Активная мощность[Полная мощность]=[Активная мощность]+[Реактивная мощность]Полная мощность определяет эксплуатационные возможности многих электротехнических устройств (генераторов, трансформаторов,

Слайд 13Реактивная мощность может быть как положительной, так и отрицательной
Если электрическая

цепь имеет индуктивный характер, Δϕ > 0 и PQ >

0, если – емкостной характер, то Δϕ < 0 и PQ < 0.

Коэффициент мощности

Чем больше cosϕ , тем больше степень использования полной мощности, тем меньшим током при заданном напряжении можно доставить к потребителю активную мощность

От значения I → сечения подводящих энергию проводов, кабелей, линий передач. Потери энергии в подводящих проводах пропорциональны I2

Для увеличения cosϕ необходимо уменьшать реактивную мощность. При Q = 0 имеем cosϕ = 1. Так как QL > 0 , а QС < 0, то для компенсации реактивной мощности параллельно нагрузке, имеющей как правило, индуктивный характер, подключают компенсирующую емкость, значение которой выбирают из условия: Q = QL + QС = 0, т.е. QL = - QС

Реактивная мощность может быть как положительной, так и отрицательнойЕсли электрическая цепь имеет индуктивный характер, Δϕ > 0

Слайд 14Баланс мощности в электрической цепи
В электрической цепи при гармонических воздействиях

выполняется баланс комплексных мощностей источников и приемников электрической энергии
Условия

получения максимальной мощности в нагрузке

Баланс мощности в электрической цепиВ электрической цепи при гармонических воздействиях выполняется баланс комплексных мощностей источников и приемников

Слайд 15Найдем экстремум функции Р

при этом ток в цепи
Коэффициент полезного

действия

PИ
PН
РMAX возможна только при η = 50%

PН MAX

Найдем экстремум функции Рпри этом ток в цепиКоэффициент полезного действияPИPНРMAX возможна только при η = 50%PН

Слайд 16Общие выводы
В случае, когда необходимо обеспечить максимальную мощность независимо

от экономических затрат (значения КПД) источники работают в согласованном режиме

(устройства автоматики – мощности управляющих сигналов малы)

Для силовых установок (RH >> RИ) → режим близкий к режиму холостого хода ⇒ важен КПД

Общие выводы В случае, когда необходимо обеспечить максимальную мощность независимо от экономических затрат (значения КПД) источники работают

Слайд 17Литература:
1. Зевеке Г.В., Ионкин А.В., Нетушил А.В.,Страков С.В. Основы теории

цепей: Учебник для вузов, - М.: Энергоатомиздат, 1999 г, с.

61 –84.