Расчет эквивалентного сопротивления электрической цепи

АННОТАЦИЯ Расчет эквивалентного сопротивления электрической цепи. Библиография литературы — 7 наименования.

В данной работе было выполнено эквивалентные преобразования электрической цепи с резисторными элементами в цепь с Rэ.

В ходе работы выделялись некоторые участки цепи для их преобразования в Rэn и подстановки результата в заданною схему. Далее с учетом уже полученных изменений проводим дальнейшие преобразования до Rэ.

С учетом того что в задании оговорены значения каждого элемента цепи (резистора), найдено конечное значение Rэ.

ВВЕДЕНИЕ

Электротехника — область техники, связанная с получением, распределением, преобразованием и использованием электрической энергии. А также — c разработкой, эксплуатацией и оптимизацией электронных компонентов, электронных схем и устройств, оборудования и технических систем. Под электротехникой также понимают техническую науку, которая изучает применение электрических и магнитных явлений для практического использования. Электротехника выделилась в самостоятельную науку из физики в конце XIX века. В настоящее время электротехника как наука включает в себя следующие научные специальности (отрасли науки): электромеханика, светотехника, силовая электроника. Кроме того, к отраслям электротехники часто относят энергетику, хотя легитимная классификация рассматривает энергетику как отдельную техническую науку. Основное отличие электротехники от слаботочной электроники заключается в том, что электротехника изучает проблемы, связанные с силовыми крупногабаритными электронными компонентами: линии электропередачи, электрические приводы, в то время как в электронике основными компонентами являются компьютеры и интегральные схемы. В другом смысле, в электротехнике основной задачей является передача электрической энергии, а в электронике — информации.

Электромеханика — раздел электротехники, в котором рассматриваются общие принципы электромеханического преобразования энергии и их практическое применение для проектирования и эксплуатации электрических машин.

Предметом электромеханики является управление режимами работы и регулирование параметров обратимого преобразования электрической энергии в механическую и механической — в электрическую, включая генерирование и трансформацию электрической энергии.

Электромеханика как наука рассматривает вопросы создания и совершенствования силовых и информационных устройств для взаимного преобразования электрической и механической энергии, электрических, контактных и бесконтактных аппаратов для коммутации электрических цепей и управления потоками энергии.

Интенсивное использование электрической энергии связано со следующими ее особенностями: возможностью достаточно простого и экономичного преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, лучистую и т. д.); возможность централизованного и экономичного получения на различных электростанциях; простой передачи с помощью линий электропередачи с малыми потерями на большие расстояния к потребителям.

Высокая рентабельность и конкурентоспособность современных предприятий базируется на полной механизации и автоматизации производственных процессов. Решение этих задач требует создания автоматизированных систем управления на основе современной электротехнической и электронной аппаратуры и электрооборудования. Во всех отраслях производства с помощью электротехнической аппаратуры осуществляется управление производственными механизмами, автоматизация их работы, контроль за ведением производственного процесса, обеспечение безопасности обслуживания и т. д. Следовательно, функции электротехнических устройств машин настолько значительны по сравнению с их механической частью, что именно они во многом определяют такие важные показатели, как производительность, качество и надежность создаваемой продукции.

1. ТЕОРИЯ. ПРАВИЛА, ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ФОРМУЛЫ Электрическая цепь содержит источники и приемники электрической энергии связанные проводами, что обеспечивает протекание токов по ее элементам. Пассивными элементами электрической цепи являются: резистивный r, R, индуктивный L и емкостной C. В данной работе представлены только резисторы.

Последовательное соединение элементов Соединение двух и более элементов называется последовательным, если элементы связаны между собой простыми узлами. В таком узле ток не делится на части. Поэтому ток во всех элементах этого соединения остается неизменным. На рис. 1, a показано последовательное соединение n резистивных элементов. Этот набор элементов можно заменить одним эквивалентным, вычисленным по формуле рис 1

Параллельное соединение элементов Соединение нескольких элементов называется параллельным, если их выводы объединены в два узла; на каждом элементе цепи имеет место одно и то же напряжение. Узлом называют соединение трех и более элементов или ветвей. В узле ток разветвляется.

Рис 2

На рис. 2 показано параллельное соединение резистивных элементов. Его можно заменить эквивалентным, используя формулу Кирхгофа.

Для параллельного соединения элементов r1 и r2 имеем следующую формулу:

Эквивалентное преобразование соединений «треугольник» в «звезда» и обратно.

Рис 3

Анализ этих схем показывает, что на рис. 3, a-д можно выделить последовательно и параллельно соединенные элементы, но в схеме рис. 3, е их нет. Чтобы получить такие группы элементов и на этой схеме, необходимо найти соединение «звездой» или «треугольником» и эквивалентно преобразовать одного в другое.

На рис. 4 показаны такие соединения и формулы эквивалентного перехода.

Рис 4

Варианты упрощения схемы на рис. 3, е могут быть следующими.

Рис 5

Так преобразуя «звезду» r4, r5, r6 в «треугольник», получаем схему рис. 5, a, где можно выделить параллельно и последовательно соединенные элементы. Аналогично можно, к примеру, преобразовать «треугольник» r1, r4, r5, в «звезду» и также упростить схему (рис. 5, б). Возможны и другие преобразования.

Вариант 1

Нам представлена схема с параллельными и последовательными соединениями резисторов (Рис.1) Согласно заданию необходимо произвести расчет эквивалентной схемы.

Рис.1

На рисунке 1 выделим последовательную и несколько параллельных соединений элементов. И приведем их к эквивалентному значению Rэ1, Rэ2, Rэ3, Rэ4, Rэ5.

Теперь преобразуем схему в следующий вид.

Рис.2

Выделим участок цепи (Рис.2) с последовательным соединением элементов и объединим их в эквивалентное Rэ6.

Теперь преобразуем схему в следующий вид.

Рис.3

Теперь выделим следующий участок цепи (Рис.3) с параллельным соединением элементов и объединим их в эквивалентное Rэ7.

Теперь схема преобразуется в следующий вид.

Рис.4

Теперь выделим следующий участок цепи (Рис.4) с последовательным соединением элементов и объединим их в эквивалентное Rэ8.

Теперь схема преобразуется в следующий вид.

Рис.5

Теперь выделим следующий участок цепи (Рис.5) с параллельным соединением элементов и объединим их в эквивалентное Rэ.

итоге всех преобразований мы получаем следующую схему цепи.(Рис.6)

Рис.6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате курсовой работы было выполнено эквивалентные преобразования электрической цепи в Rэ. Данная мне схема цепи (рис. 1) относится обычно к смешанному соединению, понимая под ним совокупность последовательного и параллельного соединений элементов и ветвей цепи. И по ходу этой работы показано, что любую электрическую цепь путем поэтапных преобразований соединений элементов можно привести к более простому последовательному и/или параллельному соединению с Rэ (1,2,3…). Этот метод позволяет решать довольно сложные задачи и особенно эффективен, если требуется определить режим в какой-либо отдельной ветви цепи.

эквивалентное сопротивление цепь

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. — М.: Высшая школа, 1978.

2. Зевеке Г. Ф. и др. Основы теории цепей. Учебник для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 1989.

3. Нейман Л. Р., Демирчян К. С. Теоретические основы электротехники. В двух томах. Том 1. Учебник для вузов. — Л.: Энергоатомиздат, 1981.

4. Матханов П. Н. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи. — М.: Высшая школа, 1980.

5. Глазенко Т. А., Прянишников В. А. Электротехника и основы электроники. Учебное пособие для вузов. — М.: Высшая школа, 1985.

6. Касаткин А. С. Электротехника. — М.: Энергия, 1973.

7. Общая электротехника. Учебное пособие для вузов. /Под редакцией А. Т. Блажкина/. — Л.: Энергоатомиздат, 1986.