Отдельные электроприемники в однофазной цепи переменного тока

1. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Московский государственный строительный
университет
Кафедра автоматизации и электроснабжения
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
Часть 1. Электрические и магнитные цепи.
Электрические измерения
Лекция 2. Отдельные электроприемники
в однофазной цепи переменного тока
Электронные лекции
Составитель:
доцент И.Г. Забора
Москва – 2016 г.
1

2. Лекцию читает

Доцент кафедры
«Автоматизация и электроснабжение» МГСУ
Забора Игорь Георгиевич
E-mail: [email protected]
2

3. Однофазный переменный ток Цепи синусоидального тока. Их преимущества и применение

3

4. Однофазный переменный ток Основные характеристики синусоидального тока

4

5. Однофазный переменный ток Основные характеристики синусоидального тока

Рис.1. Графики мгновенных значений синусоидальных величин
тока i и напряжения u и их действующие значения I и U
5

6. Однофазный переменный ток Основные характеристики синусоидального тока

6

7. Однофазный переменный ток Основные характеристики синусоидального тока

T
T
1 2
1
Um
2
U
u
dt
U
sin
t
dt
0, 71Um
T 0
T 0 m
2
2 1, 41
7

8. Однофазный переменный ток Основные характеристики синусоидального тока

I
Im
0, 707I m
2
8

9. Однофазный переменный ток Представление синусоидальных величин векторами

Um
Im
9

10. Однофазный переменный ток Представление синусоидальных величин векторами

а)
б)
Рис.2. Соответствие синусоидальных функций u, i и вращающихся векторов U m и
а) – графики мгновенных значений синусоидальных величин напряжения и тока;
б) – вращающиеся с угловой скоростью ω векторы U m и I m
Im
10

11. Однофазный переменный ток Представление синусоидальных функций вращающимися веrторами

u,i
x
u
Um
i
Im
φ
0
-i1
-Im
-Um
t
/2
3 /2 2
0
-i1
φ
y

12. Однофазный переменный ток Представление синусоидальных величин векторами

Im
Um
12

13. Однофазный переменный ток Представление синусоидальных величин векторами

13

14. Однофазный переменный ток Резистивный элемент в цепи синусоидального тока

iR
uR
R
14

15. Однофазный переменный ток Резистивный элемент в цепи синусоидального тока

iR =
uR URm
=
sin(ωt + ψu ) = I Rmsin(ωt + ψ i ).
R
R
IR =
UR
;
R
U R = I R R;
R=
UR
.
IR
15

16. Однофазный переменный ток Резистивный элемент в цепи синусоидального тока

а)
б)
в)
Рис 3. Резистор (R-элемент) в цепи синусоидального тока
а – эквивалентная схема замещения для резистора;
б – графики мгновенных значений напряжения uR и тока iR на участке цепи с резистором;
в – векторные диаграммы комплексных действующих значений напряжения и тока
для резистора при фазовых углах ωt=0 и ωt=π/2
16

17. Однофазный переменный ток Резистивный элемент в цепи синусоидального тока

pR = URmI Rmsin2ωt =
URmI Rm
(1- cos2ωt).
2
17

18. Однофазный переменный ток Резистивный элемент в цепи синусоидального тока

Рис. 4. Графики мгновенных значений напряжения uR , тока iR и мощности pR
для резистора в цепи синусоидального тока
18

19. Однофазный переменный ток Резистивный элемент в цепи синусоидального тока

PR
URm I Rm
UR I R
2
U 2R
PR
;
R
PR I 2R R.
19

20. Однофазный переменный ток Катушка индуктивности в цепи синусоидального тока

20

21. Однофазный переменный ток Катушка индуктивности в цепи синусоидального тока

WФ.
L=
Ψ
.
iL
21

22. Однофазный переменный ток Катушка индуктивности в цепи синусоидального тока

L(i L )2
WM
.
2
eL = -
dΨ
.
dt
22

23. Однофазный переменный ток Катушка индуктивности в цепи синусоидального тока

eL L
di L
.
dt
u L eL L
di L d
.
dt
dt
23

24. Однофазный переменный ток Катушка индуктивности в цепи синусоидального тока

24

25. Однофазный переменный ток Катушка индуктивности в цепи синусоидального тока

Рис 5. Индуктивность (L-элемент) в цепи синусоидального тока
а – эквивалентная схема замещения для индуктивности;
б – графики мгновенных значений напряжения uL, тока iL, магнитного потока Ф и ЭДС eL;
в – векторные диаграммы комплексных действующих значений напряжения и тока
для индуктивности при фазовых углах ωt=0 и ωt=3π/2
25

26. Однофазный переменный ток Катушка индуктивности в цепи синусоидального тока

IL
UL UL
.
L X L
XL
UL
.
IL
26

27. Однофазный переменный ток Катушка индуктивности в цепи синусоидального тока

qL i LuL I Lm ULm sin t cos t
I Lm ULm
sin 2 t I LUL sin 2 t.
2
27

28. Однофазный переменный ток Катушка индуктивности в цепи синусоидального тока

28

29. Однофазный переменный ток Катушка индуктивности в цепи синусоидального тока

UL2
QL
;
XL
QL = I L2 XL .
29

30. Однофазный переменный ток Конденсатор в цепи синусоидального тока

C
QC
Q
C.
1 2 U C
30

31. Однофазный переменный ток Конденсатор в цепи синусоидального тока

CUC2
WЭ
.
2
n
C C1 C2 ... Cn Ck ,
k 1
31

32. Однофазный переменный ток Конденсатор в цепи синусоидального тока

ic
dQC
du
C C CUCm cos( t u ),
dt
dt
2
32

33. Однофазный переменный ток Конденсатор в цепи синусоидального тока

Рис 7. Конденсатор (С-элемент) в цепи синусоидального тока
а – эквивалентная схема замещения для конденсатора;
б – графики мгновенных значений напряжения uC и тока iC на участке цепи с конденсатором;
в – векторные диаграммы комплексных действующих значений напряжения и тока
для конденсатора при фазовых углах ωt=0 и ωt=3π/2
33

34. Однофазный переменный ток Конденсатор в цепи синусоидального тока

XC
1
1
.
C 2 fC
106
106
XC
,
C 2 fC
106
C
.
2 fXC
34

35. Однофазный переменный ток Конденсатор в цепи синусоидального тока

IC
UC
.
XC
XC
UC
.
IC
35

36. Однофазный переменный ток Конденсатор в цепи синусоидального тока

qC i CuC I Cm UCm sin t cos t
ICm UCm
sin 2 t I CUC sin 2 t.
2
36

37. Однофазный переменный ток Конденсатор в цепи синусоидального тока

Рис. 8. Графики мгновенных значений напряжения uC , тока iC и мощности qC
для емкостного элемента С в цепи синусоидального тока
37

38. Однофазный переменный ток Конденсатор в цепи синусоидального тока

UC2
QC
;
XC
QC IC2 XC .
38

39. Однофазный переменный ток ТЕСТ – Отдельные электроприемники в однофазной цепи

При нажатии на расположенную внизу кнопку-гиперссылку «ТЕСТ»
запускается тестирующая программа и предоставляет пользователю выборку
пяти вопросов и задач из общего количества 34 по теме раздела.
При этом появляется окно Выбор режима.
В этом окне следует отметить пункт Обучение и после – нажать кнопку Ок,
так как тестирование в настоящем пособии проводится только в режиме
Обучение. При ошибочных ответах пользователя на вопросы теста
приводятся подсказки в виде правильных ответов (в режиме контроля
подсказки отсутствуют).
39

40. Однофазный переменный ток Литература и электронные средства обучения

40

41. ЛЕКЦИЯ ОКОНЧЕНА

Благодарю за внимание!
41