СООТНОШЕНИЕ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ В ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЯХ
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ В ЭЛЕКТРИКЕ
ПРОВОДНИКИ И ДИЭЛЕКРИКИ
Проводники - вещества, в которых при появлении электрического поля возникает электрический ток. Они обладают небольшим удельным сопротивлением и практически без потерь проводят электрический ток. Проводниками являются – металлы и их сплавы, кислоты и щелочи (электролиты). Лучше всего проводят ток – серебро, медь, золото и алюминий. В силу высокой стоимости серебро и золото применяется только в высокотехнологичных электронных схемах. Медь и алюминий получили большое распространение в качестве проводников. Медь наиболее часто встречающийся проводник, обладает большой устойчивостью к окислению, труднее ломается и постепенно вытесняет алюминий. Алюминий в основном используется в старой проводке.
Диэлектрики – материалы, которые обладают большим удельным сопротивлением к электрическому току. Диэлектриками являются - пластмасса, резина, бумага, дерево, камень, стекло, текстолит, керамика, фарфор.
СОПРОТИВЛЕНИЕ
Резистор - элемент электрической цепи, обладающий сопротивлением на пути прохождения электрического тока. Ом - единица измерения сопротивления. Резистор реагирует на прикладываемое к нему напряжение. Чем больше внешняя поверхность резистора, тем большую мощность он может поглотить. Провод или резистор, который не может рассеять нужную мощность, сильно нагревается, его сопротивление резко возрастает и в итоге он перегорает. Поэтому на резисторах указывают и другой параметр – рассеиваемую мощность (0,125, 0,25, 0,5, 1, 2,5 и более ватт).
|
|
|
Формула для последовательного соединения двух резисторов: R=R1+R2
Формула для параллельного соединения двух резисторов: R=R1*R2/R1+R2 Сопротивление проводника увеличивается при увеличении длины проводника и уменьшается при увеличении сечения проводника.
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ
Разность потенциалов на двух концах проводника называется напряжением.Электрическое напряжение измеряется в вольтах (В), измеряется вольтметром, который подключается параллельно нагрузке или полюсам источника питания. Напряжение между линейным и нулевым проводом называется фазное напряжение и равно 220 Вольт (Uф). Напряжение между двумя линейными проводами называется линейное напряжение и равно 380 Вольт (Uл).
Uл=√3Uф=1,73*220В=380В
В обычной сети линейное напряжение 380В, а фазное 220В. Встречаются еще и старые сети, в которых линейное напряжение 220В, а фазное 127В.
ПЕРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
Электрический ток в проводниках возникает в результате движения электронов. Они движутся от отрицательного полюса к положительному. Ток идет в направлении, противоложном движению электронов - от "+" к "-", от источника тока к потребителю.Электрический ток - направленное движение электронов. Ток при работе нагревает провода, возникает электрическое поле и могут появляться помехи для слаботочных цепей. Чем больше ток, тем толще провода.
|
|
|
Сила тока - измеряется в амперах (А), измеряется амперметром, который подключается последовательно к нагрузке.
Переменный ток изменяется с частотой 50 периодов, частота 50 Гц.
Переменный ток с частотой 50 Гц 50 раз в секунду меняет свое направление и величину и изменяется по синусоидальному закону.
При переменном токе электроны меняют направление движения, полный цикл смены полярности источника питания называют колебанием.
Период - промежуток времени, в течение которого ток совершает одно полное колебание.
Частота - величина, обратная периоду, число периодов в секунду, измеряется в герцах (Гц).
Ток и напряжение в нагрузке увеличиваются и уменьшаются, а разница между минимальным и максимальным их значением называется амплитудой.
Три одинаковых по частоте и амплитуде переменных тока, сдвинутых по фазе друг относительно друга на 120 градусов или на одну треть периода, образуют трехфазную систему.
|
|
|
Каждая отдельная цепь трехфазной системы сокращенно называется фазой.
ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
В источниках постоянного тока (батарейках, аккумуляторах), сила тока, напряжение, не меняют своего направления. Электрическая цепь постоянного тока состоит из источника электрической энергии, приемника электрической энергии и соединительных проводов. Если замкнутая электрическая цепь состоит из батарейки и резистора, то батарейка – источник электрической энергии, резистор – приемник электрической энергии, для соединения этих элементов имеются соединительные провода.
ЗАКОН ОМА
Основной закон в электрике - сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.
Формулы закона Ома: I=U/R, R=U/I, U=I*R
При увеличении напряжения увеличивается ток при одном и том же сопротивлении. Чем больше сопротивление, тем меньше ток при одном и том же напряжении.
ЗАКОНЫ КИРХГОФА
ПЕРВЫЙ ЗАКОН КИРХГОФА
В любом узле электрической цепи алгебраическая сумма токов равна нулю.
где m – число ветвей подключенных к узлу. Получается, что сумма токов входящих в узел, равна сумме токов, выходящих из узла.
|
|
|
ВТОРОЙ ЗАКОН КИРХГОФА
В любом замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме падений напряжений на всех его участках.
где n – число источников ЭДС в контуре;
m – число элементов с сопротивлением Rк в контуре;
Uк = RкIк – напряжение или падение напряжения на к-м элементе контура.
СООТНОШЕНИЕ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ В ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЯХ
При соединении звездой:
Iл = Iф, Uл = √3*Uф
При соединении треугольником:
Iл =√3* Iф, Uл = Uф
ЭЛЕКРИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ
Энергию, потраченную нагрузкой, называют электрической мощностью, измеряется в ваттах.
Потребители могут подключаться последовательно или параллельно, суммарная мощность все равно будет равна сумме потребляемых мощностей каждым потребителем. Робщ = Р1+Р2+...Рn
S – полная мощность (кажущаяся), содержит активную и реактивную составляющие, потребляется от источника электроэнергии, измеряется в вольт-амперах (ВА), эта величина указывается на табличках приборов переменного тока.
S = IU = U²/R= √(P2+Q2)
P – активная мощность (эффективная), связана с той электрической энергией, которая может быть преобразована в другие виды энергии – тепловую, световую, механическую и др., измеряется в ваттах (Вт), представляет собой полезную мощность, которую можно использовать для выполнения работы.
P = IUcosф – для однофазной цепи, P = √3IUcosф – для трехфазной цепи, P = U*I - в цепи, где есть только активное сопротивление.
Q – реактивная мощность, связана с обменом электрической энергией между источником и потребителем, измеряется в вольт-амперах реактивных (вар), когда среднее значение мощности за период равно нулю, активная мощность равна нулю, энергия накопленная магнитным полем индуктивности, возвращается назад к источнику, ток в цепи не совершает работы, реактивный ток бесполезно загружает источники энергии и провода линии передач. Источниками реактивной энергии могут являться элементы, обладающие индуктивностью - электродвигатели, трансформаторы. Для того, чтобы уменьшить реактивную мощность на зажимах потребителей подключают конденсаторы (последовательно или параллельно).
Q = IUsinф – для однофазной цепи, Q = √3IUsinф – для трехфазной цепи
Сдвиг по фазе между током и напряжением обозначается углом φ. Коэффициент мощности - величина, равная отношению активной мощности к полной, величина cosфравная углу сдвига фаз между напряжением и током, чем он выше, тем лучше. Надо стараться сделать нагрузку такой, чтобы cosф был близок к единице (на практике 0,85 – 0,9, дальнейшее повышение до 1 экономически не оправдывается).
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 89; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!