Курс лекций по электротехнике Курс лекций по теории электрических цепей Магнитные цепи при постоянных токах Трансформатор с ферромагнитным сердечником

Проверяем соблюдение баланса мощности в электрической цепи. Определяем расход энергии за t = 10 с.

Баланс мощностей

Из закона сохранения энергии следует, что сумма мощностей, развиваемых источниками электрической энергии, равна сумме мощностей потребителей .

Причем для источника ЭДС, направления ЭДС которого совпадает с направлением тока, то источник ЭДС доставляет в цепь энергию в единицу времени (мощность), равную , и произведение EI входит в уравнение энергетического баланса с положительным знаком.

Если направление ЭДС и тока противоположны, то источник ЭДС не поставляет мощность в цепь (рис. 43), а потребляет ее , и произведение EI войдет в управление энергетического баланса с отрицательным знаком. Расчёт параллельной RL-цепи. Если элементы в цепи соединены последовательно, то при расчетах чаще всего удобнее оперировать сопротивлениями и напряжениями, а если парал­лельно, то проводимостями и токами, хотя в ряде случаев можно поступать и иным образом, все зависит от конкретной задачи.

 


Для источника тока, если направление тока внутри источника J и напряжение между его выводами Uab противоположны (рис. 44).

.

Если же направление тока внутри источника J и напряжения между его выводами Uab совпадают по направлению, то (рис. 45):

.

Составим баланс мощностей цепи согласно выражению

1. Для первой ветви, в которой имеется идеальный источник ЭДС и направление ЭДС Е1 совпадает с током I1, следовательно:

.

Во второй ветви источников электрической энергии нет. Ветвь потребляет электрическую энергию:

.

3. В третьей ветви имеется источник ЭДС Е3 и сопротивление R3. Так как направление тока I3 встречно направлению ЭДС Е3, то источник ЭДС не поставляет энергию, а потребляет ее и произведение E3 I3 войдет в уравнение энергетического баланса с отрицательным знаком:

.

Сопротивление R3 является приемником электрической энергии. Мощность, выделяемая на нем равна:

.

4. В четвертой ветви имеется идеальный источник тока, причем направление тока J4 и напряжение  по направлению совпадают, следовательно

.

5. В пятой ветви также имеется источник тока J5, направление тока внутри источника тока J5 и направление напряжения  не совпадают, значит:

.

Сопротивление R5 в этой же цепи является приемником электрической энергии, следовательно,

.

6. В шестой ветви имеется источник ЭДС Е6 и сопротивление R6. Источник ЭДС является источником электрической энергии. Направление ЭДС Е6 и направление тока I6 совпадают, следовательно:

.

Сопротивление R6 является приемником электрической энергии. Мощность, потребляемая в нем равна .

Проанализировав, каким образом электрическая энергия источников электрической энергии перераспределяется в ветвях электрической цепи составим в соответствии с выражением ;  уравнение баланса мощностей:

Подставляем в уравнение баланса мощностей значения всех величин, полученных при решении электрической цепи:

   

получим:

. Далее

 и окончательно:

Таким образом, мы убедились, что при верном решении баланс мощностей цепи выполняется.

В этой связи делаем вывод, что наиболее полной (исчерпывающей) проверкой правильности расчета электрической цепи является выполнения условия баланса мощностей. Поэтому полезно составлять баланс мощностей даже в тех случаях, когда по условию задачи его можно и не составлять.

Определяем расход энергии за 10с.: если для поддержания тока I в каком-либо участке электрической цепи требуется иметь на зажимах участка напряжение U, то работа электрического тока на этом участке за время t может быть выражена формулой , а соответствующая мощность .

Если напряжение в этих формулах выражено в вольтах, ток – к амперах, а время – в секундах, то мощность измеряется в ваттах (Вт), а работа в джоулях (Дж) или ватт - секундах (1 ватт - секунда = 1 вольт – ампер – секунда = 1 джоуль).

Если же время выражать не в секундах, а в часах (ч), то работа получается в более крупных единицах – ватт – часах (Вт ч). Значит 1 Вт ч = 3600 Дж.

Энергия, расходуемая за t = 10 с в электрической цепи при мощности источников 9,78 Вт равна:

Обратные связи в усилителях. Передаточная функция линейной системы с обратной связью. Метод Найквиста. Критерий Найквиста устойчивости системы с обратной связью. Способы включения обратной связи в усилителях. Влияние обратной связи на свойства усилителя. Нелинейное усиление и умножение частоты электрических колебаний Нелинейное резонансное усиление. Квазилинейный метод анализа нелинейного усилителя. КПД нелинейного усилителя. Умножение частоты и усиление гармоник. Амплитудный ограничитель.
Нелинейные цепи