Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Параметры элементов электрической цепи



Каждый элемент электрической цепи обладает свойствами поглощать электрическую энергию из цепи и преобразовывать ее в, другие виды энергии (необратимый процесс), создавать свои магнитное и электрическое поля, энергии которых могут накапливаться и при определенных условиях возвращаться обратно в цепь (обратимый процесс). Чтобы характеризовать эти свойства, вводят понятие параметров элемента.

Параметр сопротивления r характеризует свойство элемента поглощать энергию из электрической цепи и преобразовывать ее в другие виды энергии. Известно, что мощность (Р, р) преобразования электрической энергии пропорциональна квадрату тока (I2, i2), поэтому величина этого параметра определяется отношением r_= p/I2 для постоянного тока и r~ = р/i2 для переменного тока.

Свойства элемента цепи создавать собственное магнитное поле (поле самоиндукции), когда в нем имеется электрический ток, ха­рактеризуют параметром индуктивности L. Параметр индуктивности является коэффициентом пропорциональности между током (I, i) и потокосцеплением (ψ, ψt) данного устройства: ψ = LI или ψt, = Li. Его называют коэффициентом самоиндукции и измеряют в Генри (Г).

Вебер-амперная характеристика элемента дает возможность судить об изменении его параметра индуктивности в зависимости от тока.

Параметр взаимной индуктивности M характеризует свойство первого элемента с током i1 создавать магнитное поле, частично сцепляющееся с витками w2 второго элемента. Потокосцепление ψ21 второго элемента (первый индекс), обусловленное током i1 первого элемента (второй индекс), называют потокосцеплением взаимоиндукции второго элемента. Параметр взаимной индуктивности М является коэффициентом пропорциональности между током первого элемента и созданным этим током потокосцеплением второго элемента: ψ21 = МI1 или ψ21 = Мi1.

Аналогичная связь имеется между потокосцеплением перво­го элемента, обусловленного током второго элемента: ψ12 = МI2 или ψ21 = Мi2.

Емкостный параметр C характеризует свойство элемента накапливать заряды или возбуждать ими электрическое поле. Этот параметр является коэффициентом пропорциональности между напряжением и зарядом элемента: q = СU, q = Сu. О величине емкостного параметра при разных напряжениях можно судить по кл. в. х. элемента.

В общем случае любое реальное устройство обладает всеми тремя параметрами r, L и С.

В настоящее время имеются специиально изготовленные резисторы, индуктивные катушки и конденсаторы, работу которых в определенных условиях с достаточной степенью точности можно характеризовать только одним параметром. Нарушение заданных условий приводит к возникновению явлений, характеризующихся другими параметрами.

Кроме специально изготовленных устройств с одним параметром, встречаются устройства, работу которых приближенно характеризуют также одним параметром. Например, лампы накаливания, печи нагрева характеризуют только параметром сопротивления, а некоторые обмотки возбуждения машин и аппаратов — только параметром индуктивности.

Основное свойство источника электрической энергии — способность создавать и поддерживать разность потенциалов на отдельных участках цепи, а также возбуждать и поддерживать электрический ток в замкнутой цепи — характеризуют его электродвижущей силой. Величина э. д. с. (Е, е) равна той энергии, которую приобретает положительный заряд величиной в 1 Кл, перемещаясь под действием сторонних сил по источнику. Если за время dt по источнику переменного тока проходит заряд dq=idt, то развиваемая источником энергия dWэ=eqt=eidt и мгновенная мощность р = dWэ /dt = ei. Для источника постоянного тока развиваемые энергия и мощность соответственно равны: Wэ = EIt и Р = ЕI.

Прохождение тока по источнику сопровождается потерей энергии внутри источника на нагрев. Эти потери характеризуют параметром сопротивления г. Поэтому параметр сопротивления наряду с э.д.с. является важнейшим параметром источника. В некоторых случаях в источниках переменного тока учитывают также параметр индуктивности L.

Элементы цепи, работу которых можно описать с помощью параметров r, L, М и С, называют пассивными. Термин «пассив­ный» подчеркивает, что такие элементы не могут выполнить свое назначение без воздействия на них посторонних источников.

Элементы цепи, для описания работы которых, кроме пассивных параметров, необходимо вводить э.д.с, называют активными. К активным элементам относят все источники электрической энергии и некоторые приемники, при описании процессов в которых нельзя ограничиться только пассивными параметрами (аккумуляторы при зарядке, двигатели постоянного тока и др.).

Элементы цепи, обладающие только одним параметром, будем называть идеальными. Идеальный источник питания имеет только параметр Е, идеальный индуктивный элемент (идеальная индуктивная катушка) — только параметр L, идеальный емкостный элемент (идеальный конденсатор) — только параметр С; только один параметр сопротивления r имеет резистивный элемент (резистор). На рис. 4.3 показаны обозначения этих элементов в схемах.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.