Материал: 33_Rezhimy_post_i_sin_toka_v_LETs_2014

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

(r1 r2 )(r2 r3 ) r22

r1r2 r1r3 r22 r2r3 r22 D;

 

U12 (r2 r3 ) U23r2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(П.2.3)

 

U23 (r1 r2 ) U12r2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где D r1r2 r1r3

r2r3, а токи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

1

 

U

r2 r3

U

 

 

r2

;

 

 

 

 

 

23 D

 

1

 

 

 

12

 

D

 

 

 

 

(П.2.4)

 

 

 

 

 

2

 

 

 

r2

 

 

 

 

r1 r2

 

I

3

 

 

U

 

U

23

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

D

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для сопротивлений, соединенных треугольником (рис. П.2.1, б), по второму закону Кирхгофа можно записать, что сумма падений напряжений

U12 U23 U31 0 , откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

U31 (U12 U23) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(П.2.5)

Выразив токи I1

и I3 из уравнений, составленных по первому закону

Кирхгофа для узлов 1 и 3 (см. рис. П.2.1, б), получим:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U12

 

 

U31

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

I1

I12

I31

 

 

U12

 

 

 

 

 

U23

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r12

 

 

r31

r12

 

r31

 

 

 

r31

(П.2.6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

3

I

31

I

23

 

U31

 

U23

U

1

 

U

23

 

1

 

1

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r31

 

 

r23

12

r31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r31

 

r23

Сравнивая системы уравнений (П.2.4) и (П.2.6), получаем уравнения

 

r3

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

r2

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

r12

 

r31

r

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

(П.2.7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

r31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r1 r2

 

1

 

1

,

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

r31

r23

 

 

 

 

 

 

из которых выводятся формулы для преобразования соединения звездой в соединение треугольником:

175

 

r3

 

 

 

r2

 

 

 

1

 

 

 

1

 

r2

 

 

 

 

 

 

 

D

D

r12

 

r31

 

 

 

 

 

 

 

 

r

r

 

r

 

1

 

 

1

 

1

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

D

 

r31

r23

 

 

 

 

D

 

 

 

r2

 

1

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r31

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

D r ;

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

r23

D r1 ;

 

 

 

 

 

r

D r .

 

 

 

 

 

31

 

 

 

 

2

 

 

1 ;

r31

1 ;

r31

(П.2.8)

(П.2.9)

Окончательно формулы для преобразования соединения звездой в соединение треугольником имеют вид:

r

r r

r1r2

;

 

 

 

 

 

 

12

1

2

 

 

r3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r2

r3

 

r r

 

r23

 

2 3

;

(П.2.10)

 

 

 

 

 

 

 

 

r1

 

r

r r

r3r1

.

 

 

 

 

31

3

1

 

 

r2

 

 

 

 

 

 

 

 

Из системы уравнений (П.2.9) можно получить соотношения

 

 

D

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r12r31

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r2r3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(П.2.11)

 

 

 

 

 

D

 

D

 

D

 

D(r1r2 r2r3 r3r1)

 

D2

r r r

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

12 23

 

31

r3

 

r1 r2

 

r1r2r3

 

r1r2r3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

откуда выводятся формулы для преобразования соединения звездой в треугольник:

 

 

 

r12r31

 

 

 

r1

 

 

 

;

 

r12 r23 r31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r12r23

 

 

 

r2

 

 

 

 

;

(П.2.12)

 

r12 r23 r31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r31r23

 

 

 

r3

 

 

 

.

 

 

r12 r23 r31

 

 

 

 

 

 

 

176

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ВЫВОД ФОРМУЛ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ ВЕТВЕЙ С ИСТОЧНИКАМИ ЭДС

Рассмотрим эквивалентное преобразование параллельного соединения ветвей с источниками ЭДС на примере схемы рис. П.3.1. Эквивалентное преобразование подразумевает, что ток I не должен менять своего значения при переходе от исходной схемы к преобразованной.

 

I 1

 

I

I1

 

 

1

I2

I3

 

 

r2

E3

rэ

r1

 

 

 

 

 

E2

r3

Eэ

 

2

 

2

 

 

 

 

а

 

б

Рис. П.3.1. Расчетные схемы: а – параллельное соединение ветвей с источниками ЭДС; б – эквивалентная ветвь с одним источником ЭДС и сопротивлением

Для схемы на рис. П.3.1, а по первому закону Кирхгофа можно записать:

 

I I1 I2 I3 .

(П.3.1)

Токи I1, I2 и I3 можно найти по закону Ома для участка цепи:

 

I

 

1 2 ;

 

1

 

r1

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2 E2 ;

 

I

2

(П.3.2)

 

 

 

r2

 

 

 

 

1 2 E3 .

 

I3

 

 

 

 

r3

 

177

Подставив выражения (П.3.2) в уравнение (П.3.1) и выполнив группировку, получаем уравнение:

 

 

1

 

1

 

1

 

1

2

E2

 

E3

 

 

I1 I2 I3

 

 

 

 

 

.

(П.3.3)

 

r2

 

 

 

 

r1

 

r3

 

 

r2

r3

 

С другой стороны, ток I можно выразить в соответствии со схемой на рис. П.3.1, б:

I 1 2 Eэ

1

 

 

 

 

Eэ

.

(П.3.4)

 

 

 

2

 

 

 

 

 

rэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rэ

 

 

 

1

 

 

 

 

rэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сопоставляя выражения (П.3.3) и (П.3.4), и с учетом равенства (П.3.1)

получаем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

1

 

 

 

1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r1

 

 

 

 

r2

 

 

 

r3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(П.3.5)

 

 

 

 

 

 

 

Eэ

 

 

 

 

E2

 

 

 

 

E3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rэ

 

r2

r3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Осуществив переход от сопротивлений к проводимостям, получим систе-

му уравнений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

 

g

g

 

 

g

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

э

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

E3

 

E2

 

r

E3 g3 E2 g2

,

(П.3.6)

 

 

 

 

 

э

 

r3

 

 

 

 

 

 

r2

 

э

 

 

 

 

 

 

gэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

которую можно записать в общем виде для произвольной схемы (произвольное количество параллельных ветвей с источниками ЭДС):

 

gk ;

 

 

gэ

 

 

 

 

Ek gk

 

 

 

 

 

 

Eэ

 

 

 

;

(П.3.7)

 

 

gэ

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

rэ

 

,

 

 

 

 

 

 

 

gэ

 

 

где gk – проводимость k-й ветви; Ek – ЭДС k-й ветви.

178

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основной теоретической базой, используемой во многих специальных дисциплинах при подготовке инженеров по электротехническим специальностям, является теория линейных электрических цепей.

Настоящее учебное пособие посвящено теоретическому и экспериментальному исследованию электромагнитных процессов в линейных электрических цепях с источниками постоянного и синусоидального напряжения и тока, ознакомлению с основными понятиями и фундаментальными законами, а также с методами расчета линейных электрических цепей.

Издание предназначено для самостоятельной работы студентов и выполнения расчетно-экспериментальных работ и содержит теоретические сведения по всем рассмотренным разделам, задания на самостоятельную работу, примеры расчета, задание и порядок проведения экспериментальных исследований на физических и виртуальных моделях. Учебное пособие не подменяет конспект лекций по дисциплине, оно построено так, чтобы студент мог свободно пользоваться им в самостоятельной работе при проведении расчетов, экспериментов и оформлении результатов, а также при изучении других дисциплин, связанных с электротехникой.

179

Источник: https://studfile.net/preview/16442516/