biathlonmordovia.ru → Inxhinieri elektrike

Diagrami i qarkut të mbyllur. Qarku elektrik DC dhe karakteristikat e tij

Më e thjeshtë qark elektrik përbëhet nga: burimi i rrymës, ngarkesa dhe përcjellësit. Shihni shembullin në foton më poshtë:

Qarqet elektrike më komplekse mund të përfshijnë elemente dhe pajisje të ndryshme të tjera, për shembull, pajisje komutuese dhe mbrojtëse.

Siç e dini nga leksionet e mëparshme, kërkohet të lidhni dy pika, njëra prej të cilave ka një tepricë të elektroneve të lira në krahasim me tjetrën. Me fjalë të tjera, ju duhet të merrni ndryshimin e mundshëm ose midis këtyre dy pikave. Burimi aktual përdoret për mësimdhënien në qarkun e tensionit. Ato në qark elektrik mund të jenë pajisje të tilla elektrike si gjeneratorë, bateri depozituese ose kimike, etj.

Çdo konsumator i energjisë është një ngarkesë në një qark elektrik. Ngarkesa ka një lloj rezistence ndaj kalimit të rrymës elektrike dhe vlera e rrymës rrjedhëse varet nga vlerësimi i rezistencës së ngarkesës. Rryma nga burimi i tensionit në ngarkesë ndjek përçuesit. Materialet me rezistencën më të ulët (bakri, argjendi, ari) përdoren si përcjellës. Imagjinoni sa do të kushtonte një qark elektrik me përçues ari.

Të gjithë elementët e qarkut elektrik mund të ndahen me kusht në dy grupe të ndryshme: elementë pasivë ose rezistorë dhe burime aktive, të energjisë elektromagnetike.

Një rezistencë, e njohur gjithashtu si një element pasiv, përshkruhet nga një sasi e quajtur rezistencë R... Ndonjëherë, kur llogaritet në praktikë, përdoret një vlerë tjetër, e kundërta e rezistencës: quhej përçueshmëri G

Rezistenca e rezistencës R, voltazhi nëpër terminalet e tij U R dhe rryma përmes rezistencës Unë R të ndërlidhura, në përputhje me qarkun elektrik.

Elementet aktive kuptohen si çdo burim energji elektrikesiç janë burimet e tensionit dhe rrymës.

Burimi i tensionit përshkruhet në inxhinieri elektrike nga dy parametra: madhësia e forcës elektromotore (EMF) E dhe rezistenca e brendshme r.

Tensioni në terminalet e burimit të tensionit ndryshon nga vlera EMF E në vlerën e rënies së tensionit në rezistencën e brendshme të burimit. Për rastin perfekt kur Unë \u003d 0, do të jetë absolutisht e vërtetë U \u003d E.

Burimi aktual përshkruhet gjithashtu nga këto dy parametra. Në diagrame skematike shfaqet si më poshtë.

Në disa raste, gjatë zgjidhjes së problemeve të ndryshme, bëhet e nevojshme të transformohet burimi i rrymës në një burim tensioni. Këto llogaritje mund të realizohen lehtësisht duke përdorur formula.

Në inxhinieri elektrike, një qark elektrik, në varësi të llojit të lidhjes, është: serik, paralel dhe i përzier.

Qark elektrik serik të gjithë elementët janë të lidhur në seri në lidhje me njëri-tjetrin, dmth fundi i pajisjes së parë, me fillimin e dytë, etj.

Me këtë lloj lidhjeje, rryma mund të shkojë vetëm në një rrugë nga burimi në ngarkesë, prandaj rryma totale, e barabartë me rrymën në secilin seksion të KE-së:

Unë gjithsej \u003d I 1 \u003d I 2 \u003d unë 3

Rënia e tensionit në të gjithë seksionin e qarkut përcaktohet nga shuma e rënieve të tensionit në secilin seksion qarku:

E \u003d U 1 + U 2 + U 3

NË Qark elektrik paralel , kjo është kur të gjitha rezultatet fillestare dhe përfundimtare të KE janë të lidhura së bashku, shih figurën:

Me këtë mundësi për ndezjen e qarkut, rryma ka tre mundësi rruge dhe rryma totale llogaritet nga shuma e rrymave të seksioneve individuale të qarkut, në këtë rast tre:

Unë gjithsej \u003d I 1 + I 2 + I 3

Rënia e tensionit në të gjithë elementët individualë do të jetë e barabartë me tensionin e aplikuar në të gjithë qarkun:

E \u003d U 1 \u003d U 2 \u003d U 3

Seri qark elektrik paralel Në fakt, nuk ka asgjë të komplikuar në të, dhe përbëhet vetëm nga një kombinim i dy opsioneve të diskutuara më sipër:

Rezistenca është veti e çdo materiali për të penguar lëvizjen e drejtuar të rrjedhës së bartësve të ngarkesës së lirë - elektronet, d.m.th. për të krijuar rezistencë ndaj rrjedhës rryme elektrike.

Ato të thjeshta janë EC, të cilat kanë ose një burim ose disa, por janë në të njëjtën degë të KE.

Qarku i parë përmban një furnizim me energji elektrike, kështu që i referohet me saktësi zinxhirë të thjeshtë... E dyta ka dy burime, por ato ndodhen në të njëjtën degë.

Në qarkun e parë: Së pari, qarku thjeshtësohet duke shndërruar sekuencialisht të gjithë përbërësit pasivë të EC në një rezistencë ekuivalente. Për ta bërë këtë, kërkohet të zgjidhni një pjesë të qarkut në të cilin rezistencat janë të lidhura në seri ose paralelisht, dhe, sipas formulave të diskutuara më sipër, t'i zëvendësoni ato me rezistenca ekuivalente. EC gradualisht thjeshtohet dhe sillet në praninë e një rezistence ekuivalente në qark.

Në variantin e dytë, një procedurë e ngjashme kryhet me elementët aktivë (burimet aktuale). Për analogji me paragrafin e mëparshëm, ne thjeshtojmë derisa të marrim vetëm një burim ekuivalent të tensionit në qark.

Si rezultat, ne duhet të marrim një EC të thjeshtë të formës së mëposhtme:

Tani ju duhet të përdorni ligjin e Ohmit dhe në fakt të llogarisni vlerën e rrymës që rrjedh përmes burimit të energjisë elektrike.

Tani qarku ekuivalent hap pas hapi është konvertuar në formën e tij origjinale. Pas çdo transformimi të kundërt të qarkut, ligjet e Ohmit dhe Kirchhoff zbatohen për të përcaktuar rrymat dhe tensionet në secilin seksion të qarkut. Në fund të shndërrimit, ne marrim një llogaritje të plotë të qarkut elektrik.

Shembulli 1:

Qarku elektrik – grup pajisjesh (elementet), të destinuara për lëvizjen e drejtuar të ngarkesave elektrike (rryme elektrike) dhe proceset e lidhura elektromagnetike.

Qarku elektrik shërben për gjenerimin, transmetimin dhe shndërrimin e energjisë elektrike dhe sinjaleve (elektromagnetike).

Elementet kryesore të qarkut elektrik janë burimet, marrësit dhe linjat e transmetimit.

Burimi i energjisë elektrike dhe sinjaleve – shndërrimi i pajisjes lloje te ndryshme energji e natyrës jo elektromagnetike në elektromagnetike (qelizë galvanike, bateri, gjenerator elektromekanik).

Marrësi i energjisë elektrike dhe sinjaleve elektrike – pajisje që shndërron energjinë elektrike në forma të tjera të energjisë (pajisje elektrotermike, llamba elektrike, rezistenca, motorë elektrikë).

Linja e transmetimit të energjisë elektrike dhe sinjalet elektrike - përcjellësit (materiale, media me ngarkesa falas) dhe fushat elektromagnetike, me ndihmën e të cilave energjia elektrike dhe sinjalet transmetohen nga burimet te marrësit.

Përveç kësaj, elementët e qarkut elektrik mund të jenë pajisjet (pajisjet) konvertuese, kaluese dhe matëse.

Konvertues i energjisë elektrike – pajisje për shndërrimin e parametrave (voltazhi, rryma, forma, madhësia, frekuenca e tyre) energjia elektromagnetike (transformatorët, ndreqësit, invertorët, konvertuesi i frekuencës).

Pajisjet komutuese janë krijuar për të ndryshuar mënyrën e funksionimit të qarkut elektrik: shkëputni dhe aktivizoni burimet, marrësit, ndryshoni parametrat e seksioneve të qarkut. Këto janë kontaktorë, çelësa, çelësa, shkyçës.

Pajisjet matëse – pajisje për matjen e parametrave të ndryshëm të proceseve elektromagnetike që ndodhin në një qark elektrik (ampermetra, voltmetra, wattmetra, etj.).

Diagrami i qarkut elektrik – një paraqitje grafike e një qarku elektrik që përmban imazhe konvencionale të elementeve të tij dhe tregon lidhjen e këtyre elementeve.

ESKD "Përcaktimet grafike në diagrame". GOST 2.721-74 - 2.758-81.

Marrësit, burimet:

- një element galvanik;

- llambë inkandeshente;

-gjenerator rrymë e vazhdueshme lloji elektromekanik;

-rezistor;

-potenciometër;

-reostat;

-induktori;

-kondensator.

Pajisjet komutuese:

- kontakti normalisht i hapur;

- kontakt i mbyllur normalisht;

- kontakti i kalimit.

Pajisjet treguese (A, V, W):

Pajisjet konvertuese:

–Transformatori i ajrit;

–Ura e diodës (ndreqësi me valë të plota);

–Inverteri.

Diagrami skematik i një qarku elektrik – diagrami i qarkut elektrik që përshkruan lidhjen e elementeve reale të këtij qarku.

Shembull. Qarku më i thjeshtë elektrik është një qelizë galvanike e lidhur me një llambë inkandeshente përmes një çelësi duke përdorur tela lidhës. Një voltmetër dhe një ampermetër janë përfshirë në qark për të matur tensionin dhe rrymën.

Funksionale (strukturore, bllok diagrami) - diagrami i qarkut elektrik që përshkruan lidhjen e blloqeve individuale të një qark elektrik kompleks që kryejnë funksione specifike (amplifikimi, korrigjimi, përmbysja, etj.)

Bipolar– pjesë e një qarku elektrik që konsiderohet në lidhje me çdo dy terminale.

Katërkëmbësh – pjesë e një qarku elektrik që ka dy terminale hyrëse dhe dy dalëse.

Qarku aktiv – pjesë e një qarku elektrik në të cilin veprojnë burimet e energjisë elektrike.

Zinxhir pasiv – pjesë e një qarku elektrik në të cilin nuk ka burim të energjisë elektrike.

Qarku ekuivalent i qarkut elektrik

As diagramet funksionale dhe as skemat e qarqeve elektrike nuk pasqyrojnë anën sasiore të proceseve elektromagnetike që ndodhin në elementet e qarkut dhe që përcaktojnë mënyrën e funksionimit të këtij qarku, pavarësisht nga projekti dhe natyra fizike e këtyre elementeve.

Qarku ekuivalent(model matematikor i llogaritur, ekuivalent) qark elektrik–një diagram i një qark elektrik, që përshkruan lidhjet e elementeve abstrakte, idealë, me një përafrim të mjaftueshëm që reflekton proceset elektromagnetike në një qark elektrik.

Në teorinë e qarqeve elektrike, elementet reale që përbëjnë qarkun elektrik zëvendësohen nga elementë idealë abstraktë me veti të caktuara.

Cilat janë këto elemente? Dhe cilat procese elektromagnetike pasqyrojnë ato?

Qarku elektrik - inxhinieri elektrike themelore

Baza e themeleve në punën elektrike, inxhinierinë elektrike, elektromekanikën është një koncept i tillë - një qark elektrik. Përshëndetje, i dashur lexues. Biseda do të jetë në lidhje me një qark, dhe madje edhe një elektrik. Sipas kuptimit tim, një zinxhir është diçka e ndërlidhur, e lidhur, e bashkuar.

Elektrike do të thotë se komunikimi ndodh me ndihmën e energjisë elektrike. Ne përfundojmë: një qark elektrik është një kompleks mekanizmash dhe pajisjesh që formojnë një shteg për një rrymë elektrike, vartëse të koncepteve të forcës elektromotore, rrymës dhe tensionit.

Nga çfarë përbëhet një qark elektrik?

Le të kuptojmë së bashku përbërjen e qarkut elektrik. Siç thashë, një qark është diçka e ndërlidhur, dhe energjia elektrike. Çfarë mund të goditet nga rryma elektrike? Sigurisht, ky është një burim energjie (gjenerator, bateri), një përcjellës (tela, kabllo, pajisje që sigurojnë nivelin dhe cilësinë e tensionit), një marrës energjie (motori). Shkurtimisht, unë do ta ndaja qarkun elektrik në tre grupe: grupi i parë - elementet e destinuara për gjenerimin e energjisë elektrike; grupi i dytë - elementet e destinuara për transmetimin e energjisë elektrike nga një burim energjie në një marrës elektrik; grupi i tretë - elementet që shndërrojnë energjinë elektrike në lloje të tjera të energjisë (nxehtësi, dritë, mekanike).

Një pjesë e një qarku elektrik përgjatë së cilës rrjedh e njëjta rrymë quhet degë. Kryqëzimi i degëve të një qarku elektrik quhet nyje. Në skemat e instalimeve elektrike, nyja tregohet me një pikë. Çdo rrugë e mbyllur që kalon nëpër disa degë quhet qark elektrik. Qarku më i thjeshtë elektrik ka një qark të vetëm, të ndërlikuar - disa qarqe.

Modalitetet e funksionimit

Elementet e një qarku elektrik janë pajisje të ndryshme elektrike që mund të funksionojnë në mënyra të ndryshme. Mënyrat e funksionimit, si të elementeve individuale, ashtu edhe të të gjithë qarkut elektrik, karakterizohen nga vlerat e rrymës dhe tensionit. Meqenëse rryma dhe voltazhi në rastin e përgjithshëm mund të marrin ndonjë vlerë, mund të ketë mënyra të panumërta.

Përfundimisht: llojet më të zakonshme dhe më të thjeshtë të lidhjeve në një qark elektrik janë lidhjet serike dhe paralele.

Epo, në parim, gjithçka që sot desha t'ju tregoj për një nga termat e inxhinierisë elektrike - qark elektrik. Do të jem i lumtur t'ju shoh përsëri në faqen time ... Ju mund të gjeni shumë gjëra të dobishme në lidhje me punën elektrike dhe inxhinierinë elektrike në ... Shkruaj komente, të gjitha të mirat.

Qark elektrik i vërtetë - një grup pajisjesh të dizajnuara për transmetimin, shpërndarjen dhe transformimin e energjisë. Përmban burime të energjisë elektrike, marrës të energjisë elektrike, instrumente matës, pajisje komutuese, linja lidhëse dhe tela. Qarku elektrikështë një grup i lidhur në një mënyrë të caktuar, konsumatorët (ose përkatësisht elementët aktivë dhe pasivë) dhe konvertuesit e energjisë elektrike. Zinxhiri quhet pasivnëse përbëhet vetëm nga elemente pasive, dhe aktivnëse përmban edhe elementë aktivë.

Një burim i energjisë elektrikequhet element i një qarku elektrik që shndërron energjinë joelektrike në energji elektrike. Konsumatori i energjisë elektrikequhet element i një qarku elektrik që shndërron energjinë elektrike në energji joelektrike. Konvertues i energjisë elektrikequhet pajisje që ndryshon sasinë dhe formën e energjisë elektrike.

Për të kryer llogaritjen, është e nevojshme që secila pajisje elektrike ta paraqesë atë qark ekuivalent... Qarku ekuivalent i një qarku elektrik përbëhet nga një grup elementesh të idealizuara (rezistencë, kondensator, induktor).

Tensioni :

Marrëdhënia midis rrymës dhe tensionit në një element të qarkut quhet karakteristikë e tensionit aktual (VAC)element, i cili zakonisht përshkruhet grafikisht.

Konsumatori në teorinë e qarqeve elektrike të rrymës së drejtpërdrejtë është një rezistencë e karakterizuar nga rezistenca (R), për të cilën ligji i Ohmit është i vlefshëm:

Burimi aktual i idealizuarShtë një element qarku, rryma e të cilit nuk varet nga voltazhi dhe është një vlerë konstante e dhënë.

Me një burim aktual të rrymës, rryma e gjeneruar zvogëlohet me rritjen e tensionit. Çdo burim i vërtetë aktual mund të shndërrohet në një të idealizuar si më poshtë:

Kombinuar këto dy formula, ne kemi:

Për një burim të rrymës kundër

Forma e kombinuar e ligjit të përgjithshëm të Ohmit për degët që përmbajnë një burim aktual:

Ku shenja e sipërme korrespondon me diagramin në të cilin U J dhe J i drejtuar bashkë.

Struktura e qarkut elektrik.

Karakteristikat strukturore ose topologjike të një qarku përfshijnë tiparet e tij që nuk lidhen me karakteristikat e elementeve aktive dhe pasive të përfshira në të. Këto përfshijnë konceptet e mëposhtme: dega, nyja, kontura.

Deganjë qark elektrik quhet seksion, elementët e të cilit janë të lidhur në seri njëri pas tjetrit dhe rrjedhin rreth tyre nga e njëjta rrymë.

Nyjënjë qark elektrik quhet kryqëzim i disa degëve. Një nyje lidh të paktën tre degë dhe është një pikë e degës.

Degët konsiderohen të lidhura vazhdimisht,nëse ato fluturohen përreth nga e njëjta rrymë. Degët konsiderohen të lidhura paralele,nëse janë bashkangjitur në të njëjtën palë nyjesh.

Skicënjë qark elektrik quhet një grup i degëve të njëpasnjëshme. Nyjet në të cilat lidhen këto degë janë pika degësh. Kur përshkon mbyllurpikat e fillimit dhe përfundimit të konturit janë të njëjta.
Një zinxhir në të cilin nuk ka degë quhet me një qark,nëse ka degë - me shumë qark.Një zinxhir me shumë qark karakterizohet nga numri i qarqeve të pavarura. Grupi i kontureve të pavarura përcaktohet nga fakti se secila prej konturave të mëvonshme, duke filluar nga ajo elementare, ndryshon në të paktën një degë të re. Numri i kontureve të pavarura mund të përcaktohet nga formula Euler:

Kur paralele lidhja, roli i përçueshmërisë ekuivalente (ose përçueshmëria e një konsumatori ekuivalent) luhet nga shuma e përcjellshmërisë së të gjithë konsumatorëve (Fig. 1.12.).

9-10) Transformimi ekuivalent "Yll - trekëndësh"

Në nyje a, b, c si trekëndëshi dhe ylli në fig. 1.14. lidheni me pjesën tjetër të qarkut. Transformimi i një trekëndëshi në një yll duhet të jetë i tillë që për vlerat e njëjta potencialet e pikave me të njëjtin emër të trekëndëshit dhe yllit, rrymat që rrjedhin në këto pika ishin të njëjta, atëherë i gjithë qarku i jashtëm "nuk do të vërejë" zëvendësimin.

Le të shprehemi U ab të trekëndëshit përmes parametrave të konsumatorëve dhe rrymave që rrjedhin në këto nyje. Le të shkruajmë ekuacione Kirchhoff për konturin dhe nyjet a dhe b.

Zëvendësoni rrymat në ekuacionin e parë Une 3 dhe Une 2 në shprehjet përkatëse:

Tani kemi një shprehje për të njëjtin tension kur lidhim konsumatorët me një yll:

Në këtë mënyrë , rezistenca e rrezes së yllit është e barabartë me produktin e rezistencave të anëve ngjitur të trekëndëshit të ndarë me shumën e rezistencave të tre anëve të trekëndëshit.

Formulat e anasjellta të transformimit mund të nxirren në mënyrë të pavarur, ose si pasojë e marrëdhënieve përmes përçueshmërisë:

Ose përmes rezistencës:

11) Bilanci i energjisë.

Sipas ligjit Joule-Lenz, e gjithë energjia elektrike e dhënë përçuesit si rezultat i punës së forcave fushe elektrike, kthehet në energji të nxehtësisë:

Sipas ligjit të përgjithësuar të Ohmit.

Prandaj ndjek ligjin e ruajtjes së energjisë, sipas të cilit shuma algjebrike e fuqive të furnizuara për të gjitha degët e qarkut elektrik të degëzuar është e barabartë me zero:

Ekziston një formë tjetër e regjistrimit të bilancit të energjisë:

Në anën e majtë, fuqitë e burimeve të energjisë përmblidhen, dhe në anën e djathtë - fuqitë e shndërruara në nxehtësi tek konsumatorët. Kapacitetet që japin energji merren me një shenjë "+", dhe ato që punojnë në mënyrën e konsumatorëve - me një shenjë "-".

12) Llogaritja e qarqeve elektrike të pa degëzuar

Baza për llogaritjen e qarqeve elektrike me një qark (të pa degëzuar) që përmbajnë burime të të dy llojeve dhe konsumatorëve janë ligjet Ohm dhe Kirchhoff të shqyrtuara më parë.

Nëse nuk ka zinxhir burimet aktuale, dhe parametrat e konsumatorit ( R)dhe burimet e tensionit ( E) janë dhënë, detyra është zakonisht të përcaktohet rryma e lakut. Drejtimi pozitiv i rrymës së dëshiruar zgjidhet në mënyrë arbitrare dhe përpilohet një ekuacion:

Nëse është në qark, përveç konsumatorit ( R) dhe burimet e EMF ( E), ekziston një burim aktual ( J), atëherë problemi zakonisht zvogëlohet në përcaktimin e tensionit në burimin aktual U J sepse rryma e lakut Une përkon me rrymën e specifikuar të burimit J. Polariteti pozitiv U J zgjidhet në mënyrë arbitrare, por preferohet të vendoset një shenjë "+" në majë të shigjetës (ky polaritet korrespondon me formulën :). Polarizmi i vërtetë U J përkon me atë të zgjedhur nëse gjatë llogaritjes U J shprehet si numër pozitiv, dhe është e kundërt me atë të zgjedhur nëse U J. Rënia e dëshiruar e tensionit në burimin aktual U J në mungesë të burimeve EMF përcaktohet nga formula.

13) Metoda e vlerës proporcionale.

Në degën më të largët nga burimi ( R 6) vendosen nga një vlerë e caktuar e rrymës ose tensionit. Për lehtësi të llogaritjeve, kjo është zakonisht 1A ose 1B. Pastaj, duke lëvizur në fillim të qarkut, rrymat dhe tensionet e të gjitha degëve përcaktohen me radhë deri në degën që përmban burimin. Kjo përcakton çfarë voltazhi U hyrja dhe rryma Une në x ... duhet të ketë një burim në mënyrë që të induktojë në të gjitha degët rrymat dhe tensionet e vlerave të llogaritura. Nëse EMF ( E) ose rryma lëvizëse ( J) nuk përkojnë me këto vlera, atëherë është e nevojshme të ndryshohen proporcionalisht vlerat e llogaritura të rrymave dhe tensioneve të degëve duke i shumëzuar ato me raportin ose.

Une 3 mund të përcaktohet nga ligji I Kirchhoff:

U 24 përcaktohet sipas ligjit II të Kirchhoff:

14) Metoda e transformimeve ekuivalente. Formula e rrymave në degë paralele.

Një qark i degëzuar me një burim të vetëm thjeshtohet zakonisht duke u kthyer në një të degëzuar.

Llogaritja e mëtejshme:.

Aktuale Une 3 përcaktuar nga ligji i Kirchhoff:

Kur bëni llogaritjet është i përshtatshëm për t'u përdorur formula për rrymat në dy paralele pasiv degët... Le ta nxjerrim atë në shembullin e një qarku. Tensioni i ligjit të Ohmit përcaktohet nga formula

15) Metoda e ekuacioneve të Kirchhoff.

Përcaktoni rrymat e degëve dhe zgjidhni në mënyrë arbitrare drejtimin e tyre pozitiv.
Zgjidhni lirisht nyjen bosht dhe popullsinë p \u003d m - n +1 qarqe të pavarur.
Për të gjitha nyjet, përveç njërës referuese, përpiloni ekuacione sipas ligjit I të Kirchhoff. Duhet të ketë ekuacione të tilla ( n -1).
Për secilën kontur të zgjedhur, përpiloni ekuacione në përputhje me ligjin II të Kirchhoff. Duhet të ketë ekuacione të tilla f.
Sistemi m Ekuacionet e Kirchhoff me m zgjidhen së bashku rrymat e panjohura dhe përcaktohen vlerat numerike të rrymave.
Nëse është e nevojshme, përdorni ligjin e përgjithshëm të Ohmit për të llogaritur tensionet e degës ose ndryshimin e mundshëm të nyjes.
Kontrolloni korrektësinë e llogaritjes duke përdorur bilancin e energjisë.

Nëse zinxhiri ka q burimet aktuale dhe qarqet zgjidhen në mënyrë që secili burim aktual të hyjë vetëm në një qark, atëherë numri i ekuacioneve sipas ligjit II të Kirchhoff mund të reduktohet në m - n +1 - q

16) Metoda aktuale e lakut

Rrymat e lakut merren si ato të kërkuara. Numri i të panjohurave në këtë metodë është i barabartë me numrin e ekuacioneve që do të duhej të hartoheshin për skemën sipas ligjit II të Kirchhoff, d.m.th. ... Bazuar në Ligjin II të Kirchhoff
Nga rrymat e lakut të gjetur duke përdorur ligjin Kirchhoff I, përcaktohen rrymat e degëve.

Kështu, metoda për llogaritjen e një qark DC duke përdorur metodën aktuale të lakut është si më poshtë:

Zgjidhni lirisht një popullsi f qarqet e pavarur, aplikoni në qark drejtimin pozitiv të rrymave të qarkut që rrjedhin në qarqet e zgjedhura.
Përcaktoni rezistencat vetanake, të përgjithshme dhe konturoni EMF dhe zëvendësojini ato në një sistem ekuacionesh të formës.

Rezistenca totale kontur (R ij \u003d R nga ) është shuma algjebrike e rezistencave të konsumatorëve të një dege (disa degë), që përkasin njëkohësisht unëth dhe jkonturet e th. Kjo shumë përfshin rezistencën me një shenjë "+", nëse rrymat e lakut rrjedhin përmes kësaj rezistence në një drejtim (sipas), dhe shenjën "-", nëse ato rrjedhin në mënyrë të kundërt.

Rezistenca e lakut të brendshëm (R ii ) është shuma aritmetike e rezistencave të të gjithë konsumatorëve të vendosur në unëkontura e th.

Kontur EMFparaqesin shumën algjebrike të EMF të burimeve të përfshira në qark. Me shenjën "+", kjo shumë përfshin EMF të burimeve që veprojnë në përputhje me bajpasin e qarkut, me shenjën "-", EMF i burimeve që veprojnë në drejtime të kundërta.

Zgjidh sistemin e ekuacioneve që rezultojnë për rrymat e lakut duke përdorur metodën e Cramer.

Përcaktoni rrymat e degëve përmes rrymave të lakut sipas ligjit të I Kirchhoff.
Kontrolloni korrektësinë e llogaritjeve duke përdorur bilancin e energjisë.

Nëse zinxhiri përmban q burimet aktuale, numri i ekuacioneve të konsideruara bashkërisht zvogëlohet me q dhe bëhet i barabartë p - q, pasi që rrymat në degë të tilla janë të njohura isshtë e nevojshme që secili burim i rrymës të hyjë vetëm në një qark.

17) Metoda e potencialeve nyjore.

Në ngjarjen që p-1 - numri i nyjeve, f - numri i sytheve të pavarur), kjo metodë është më ekonomike sesa metoda aktuale e lakut. Rrjedh nga ligji i parë Kirchhoff dhe ligji i përgjithësuar i Ohmit (përmes potencialeve).

Përcaktoni të gjitha rrymat e degës dhe drejtimin e tyre pozitiv.
Zgjidhni lirisht një nyje referimi (? n ) dhe numëroni të gjithë të tjerët ( n-1)-e nyjet.
Përcaktoni përçueshmërinë e brendshme dhe totale të nyjeve, si dhe rrymat nyjore, d.m.th. llogaritni koeficientët në sistemin e ekuacioneve.

Përçueshmëria e brendshme e nyjes (G ii ) është shuma aritmetike e pranimeve të të gjitha degëve të lidhura në unënyja e th.

Përçueshmëria totale e nyjeve i-të dhe j-të (G ij \u003d G nga ) është shuma e pranimeve të degëve të lidhura njëkohësisht me i-oh dhe j-nyjet e th.

Sjelljet e degëve me burime aktuale supozohen të jenë zero dhe nuk përfshihen në sjelljet e brendshme dhe të përgjithshme!

Rryma nyjore (J ii ) përbëhet nga dy shuma algjebrike: e para përmban rrymat e burimeve aktuale të përfshira në degët e lidhura në unë -nyja ohm; e dyta është produkt i EMF i burimeve të tensionit nga përçueshmëria e degëve përkatëse të lidhura në unë -nyja ohm. Me një shenjë "+", kjo shumë përfshin E dhe J burimet, veprimet

Në inxhinieri elektrike, pajisja dhe parimi i funksionimit të pajisjeve kryesore elektrike të përdorura në jetën e përditshme dhe industrinë merren parasysh. Që një pajisje elektrike të funksionojë, duhet të krijohet një qark elektrik, detyra e të cilit është transferimi i energjisë elektrike në këtë pajisje dhe sigurimi i saj me mënyrën e kërkuar të funksionimit.

Një qark elektrik është një grup i pajisjeve dhe objekteve që formojnë një rrugë për një rrymë elektrike, proceset elektromagnetike në të cilat mund të përshkruhen duke përdorur konceptet e rrymës elektrike, EMF ( forca elektromotore) dhe tensionit elektrik.

EMF është një vlerë që karakterizon një burim energjie jo elektrostatike në një qark elektrik, i cili është i nevojshëm për të mbajtur një rrymë elektrike në të. EDS është numerikisht e barabartë me punën e lëvizjes së një njësie ngarkesë pozitive përgjatë një qarku të mbyllur. Emf i plotë në një qark të rrymës së drejtpërdrejtë është i barabartë me ndryshimin e mundshëm në skajet e një qarku të hapur. Në SI matet në volt.

« Rryma elektrike është një lëvizje e rregulluar (e drejtuar) e grimcave të ngarkuara - elektroneve»Correctshtë e saktë vetëm për një rrymë elektrike në vakum, ose më mirë, për pajisjet elektrike të vakumit.

Një alternativë ndaj konceptit klasik të rrymës elektrike në një përcjellës është modeli atomik i dipolit. Kur ekspozohen ndaj energjisë së një burimi të rrymës elektrike, të gjitha dipolet e atomeve të përcjellësit rrotullohen, duke u orientuar me polet e tyre të ngjashëm në një drejtim, duke siguruar transferimin e menjëhershëm (me shpejtësinë e dritës) të energjisë në skajin e kundërt të përcjellësit.
Atëherë përkufizimi i rrymës elektrike për përcjellësit do të duket kështu:
"Rryma elektrike është aftësia e atomeve të përcjellësit për të kryer transferimin e ngarkesave elektrike nga orientimi magnetik nën ndikimin e energjisë së një burimi të rrymës elektrike".
Nuk është e qartë se çfarë është transportuesi ngarkesa elektrike? Mbi të gjitha, dipolet nuk lëvizin përgjatë përcjellësit, ata vetëm orientohen së bashku fushë magnetikeduke u kthyer në vend. Dhe pagesa është një pronë trupat materialë dhe nga ana tjetër nuk mund të ekzistojë pa një transportues.
Dhe në fakt nuk ka asnjë transportues energjie që lëviz përgjatë përcjellësit! Energjia udhëton në formën e fotoneve - pikë valët elektromagnetike që ka një formë të qartë gjeometrike dhe polarizim. Meqenëse një foton nuk ka masë, ai është në gjendje të lëvizë me shpejtësinë e dritës - si një sinjal radiofonik, pasi që edhe drita edhe një sinjal radiofonik janë gjithashtu një lumë fotonesh. Në të njëjtën kohë, duke lëvizur me një shpejtësi kaq të jashtëzakonshme, në mungesë të masës, ajo është në gjendje të ndryshojë papritmas (pa inerci) drejtimin e saj. Nëse kjo lëvizje u besohet elektroneve, atëherë ata do të "shpojnë" metalet, duke i shkatërruar ato në nivelin molekular, si "mbeturinat" e hapësirës së vogël që rrotullohen me shpejtësi kozmike në orbitat afër tokës, dhe paaftësia periodike e anijeve të shtrenjta, "shpuar" lëkurën e automjeteve përmes dhe përmes ... Nga rruga, në pajisjet elektrovakum, ku elektronet me të vërtetë veprojnë si bartës të energjisë, vërehet ky fenomen.

Tensioni elektrik (potenciali elektrik) matet nga një instrument i quajtur voltmetër - diferenca e potencialit që shkakton rrjedhjen e rrymës matet në volt (V). Ashtu si për rrymën, për të rritur gamën e emërtimeve, ekzistojnë shumë parashtesa: (mikro - mikrovolt (μV), mil - milivolt (mV), kilo - kilovolt (kV), mega - megavolt (MV).

Për analizë dhe llogaritje, një qark elektrik paraqitet grafikisht në formën e një diagrami elektrik që përmban simbolet e elementeve të tij dhe metodat e lidhjes së tyre. Diagrami elektrik i qarkut elektrik më të thjeshtë që siguron funksionimin e pajisjeve të ndriçimit tregohet në Fig. 1.1.

Të gjitha pajisjet dhe objektet që përbëjnë një qark elektrik mund të ndahen në tre grupe:

1) Burimet e energjisë elektrike (furnizimi me energji elektrike).

Një pronë e përbashkët të gjitha burimet e energjisë është shndërrimi i një forme të energjisë në energji elektrike. Burimet në të cilat ndodh shndërrimi i energjisë jo-elektrike në energji elektrike quhen burime primare. Burimet dytësore janë ato burime që kanë të dy hyrje dhe dalje - energji elektrike (për shembull, ndreqës).

2) Konsumatorët e energjisë elektrike.

Një pronë e përbashkët e të gjithë konsumatorëve është shndërrimi i energjisë elektrike në forma të tjera të energjisë (për shembull, një pajisje ngrohëse). Konsumatorët ndonjëherë referohen si ngarkesë.

3) Elementet e qarkut ndihmës: telat lidhës, pajisjet kaluese, pajisjet mbrojtëse, instrumentet matëse, etj., Pa të cilat qarku real nuk funksionon.

Të gjithë elementët e qarkut mbulohen nga një proces elektromagnetik.

NË diagrami elektrik në fig. 1.1 energji elektrike nga burimi i EMF E, i cili ka një rezistencë të brendshme r 0, me ndihmën e elementeve ndihmës të qarkut, transmetohet përmes reostatit rregullues te konsumatorët (ngarkesa): llambat EL 1 dhe EL 2.

Konceptet dhe përkufizimet themelore për një qark elektrik

Për llogaritjen dhe analizën, një qark i vërtetë elektrik përfaqësohet grafikisht në formën e një qarku elektrik të llogaritur (qark ekuivalent). Në këtë skemë, elementët e qarkut real përshkruhen nga simbolet, dhe elementët e qarkut ndihmës zakonisht nuk përshkruhen, dhe nëse rezistenca e telave lidhës është shumë më e vogël se rezistenca e elementeve të tjerë të qarkut, nuk merret parasysh. Burimi i energjisë tregohet si një burim i EMF E me një rezistencë të brendshme r 0, konsumatorët e vërtetë të energjisë elektrike të rrymës së drejtpërdrejtë zëvendësohen nga parametrat e tyre elektrikë: rezistencat aktive R 1, R 2, ..., R n. Rezistenca R merr parasysh aftësinë e një elementi të qarkut real për të kthyer në mënyrë të pakthyeshme energjinë elektrike në lloje të tjera, për shembull, termike ose rrezatuese.

Në këto kushte, qarku në Fig. 1.1 mund të përfaqësohet në formën e një qarku elektrik të llogaritur (Figura 1.2), në të cilin ekziston një burim energjie me EMF E dhe rezistencë të brendshme r 0, dhe konsumatorët e energjisë elektrike: një reostat rregullimi R, llambat EL 1 dhe EL 2 zëvendësohen nga aktive rezistencat R, R 1 dhe R 2.

Burimi EMF në qarkun elektrik (Fig. 1.2) mund të zëvendësohet nga një burim tensioni U, dhe drejtimi pozitiv i kushtëzuar i tensionit të burimit U vendoset i kundërt me drejtimin EMF.

Kur llogaritni në diagramin e qarkut elektrik, dallohen disa elemente themelore.

Një degë e një qarku elektrik (qarku) është një pjesë e një qarku me të njëjtën rrymë. Një degë mund të përbëhet nga një ose më shumë elementë të lidhur në seri. Diagrami në Fig. 1.2 ka tre degë: dega bma, e cila përfshin elementet r 0, E, R dhe në të cilën ndodh një rrymë I; dega ab me elementin R 1 dhe rrymën I 1; anb i degës me elementin R 2 dhe rrymën I 2.

Nyja e qarkut elektrik (diagramet) - kryqëzimi i tre ose më shumë degëve. Në diagramin në fig. 1.2 - dy nyje a dhe b. Degët e bashkangjitura në një palë nyje quhen paralele. Rezistencat R 1 dhe R 2 (Fig. 1.2) janë në degë paralele.

Kontur është çdo shteg i mbyllur që shkon përgjatë disa degëve. Në diagramin në fig. 1.2, mund të dallohen tre konture: I - bmab; II - anba; III - manbm, në diagram shigjetat tregojnë drejtimin e përshkimit të lakut.

Drejtimet e kushtëzuara pozitive të EMF të furnizimit me energji, rrymat në të gjitha degët, tensionet midis nyjeve dhe në terminalet e elementeve të qarkut duhet të vendosen për shkrimin e saktë të ekuacioneve që përshkruajnë proceset në qarkun elektrik ose elementët e tij. Në diagram (Fig. 1.2), shigjetat tregojnë drejtimet pozitive të EMF, tensioneve dhe rrymave:

a) për burimet EMF - arbitrare, por duhet të kihet parasysh se poli (terminali i burimit) drejt të cilit drejtohet shigjeta ka një potencial më të lartë në lidhje me polin tjetër;

b) për rrymat në degët që përmbajnë burime EMF - që përkojnë me drejtimin e EMF; në të gjitha degët e tjera në mënyrë arbitrare;

c) për tensionet - përkon me drejtimin e rrymës në degën ose elementin e qarkut.

Të gjitha qarqet elektrike ndahen në lineare dhe jolineare.

Një element i një qark elektrik, parametrat e të cilit (rezistenca, etj.) Nuk varen nga rryma në të, quhet linear, për shembull, një furrë elektrike.

Një element jo linear, për shembull një llambë inkandeshente, ka një rezistencë, vlera e së cilës rritet me rritjen e tensionit, dhe për këtë arsye rryma e furnizuar në llambë.

Prandaj, në një qark elektrik linear, të gjithë elementët janë linearë, dhe një qark elektrik që përmban të paktën një element jolinear quhet jolinear.