Grandinių
5 (100%) 1 vote

Grandinių

1.Omo ir kirchoho dėsniai

Omo dėsnis- nuolatinė srovė I, tekanti grandinės dalimi, yra tiesiog proprcinga proporcinga tos grandinės dalies įtamapai U ir atvirkščiai proporcinga jos varžai R.

Priklausomybė U=f (I) vadinama voltamperine farakteristika. Kai imtuvo R=const, jos grafinis vaizdas yra tiesė

Pritaikę Omo dėsnį elementariajai grandinei gauname:Šaltinio EVJ yra lygi sumai imtuvo įtampos ir įtampos kritimo šaltinyje dėl jo vidinės varžos. Imtuvo įtampa yra ir šaltinio gnyptų įtampa:

U= E – Ri I

Šaltinio įtampos priklausobybė nuo jo srovės U= f (I) vadinama šaltinio išorine charakteristika.

Kirchoho dėsniai:

I dėsnis- elektrinės grandinės mazgo srovių algebrinė suma lygi nuliui:Teigiamomis laikome sroves, ištekančias iš mazgo, o neigiamomis – įtekančiomis į mazgą.

II dėsnis- elektrinės grandinės kontūro įtampų algebrinė suma yra lygi nuliui:



Kai grandinėje yra EVJ šaltinių, patogu taikyti šiek tiek kitokią lo išraišką:

.

Šaka yra grandinės dalis, kuria teka ta pati srovė. Trijų ar daugiau šakų sujungimo vieta yra vadinama mazgu.

2. Galia, galios balansas.

Šaltinis tiekia tuo daugiau energijos , kuo didesnė jo EVJ ir kuo didesnis krūvis pernešamas grandine.

Imtuve suvartojama tuo daugiau energijos, kuo didesnis jame įtampos kritimas ir kuo didesnis juo pernešamas krūvis.

W = Uit.

Energija, suvartojama šaltinyje dėl jo vidinės varžos, vadinama energijos nuostoliais.

Wd = Ri I2 t.

Energijos pokytis per laiko vienetą yra galia.

Pritaikę elementariajai grandinei energijos tvermės dėsnį, galime parašyti jos energijos balanso lygtį:

Ws = W+ Wd;

Padalije šią lygtį iš laiko, gausime galios balanso lygtį:

Ps = P+ Pd;

Čia Pd – nuostolių dėl šaltinio vidinės varžos galia.

Kai grandiėje šaltinių ir imtuvų yra ne po vieną, jų galia sudedama.3. Nuoseklus ir lygegretus imtuvų jungimas.

Nuosekliai sujungti imtuvai. Nuosekliai sujungtus imtuvus galima pakeisti vienu ekvivalentiniu, kurio varža Re turi būti tokia, kad grandinės srovė po pakeitimo būtų ta pati.

ReI= R1I+ R2I+ R3I

Bendruoju atveju kiekvieną nuosekliai sujungtų imtuvų grandinę galima pakeisti ekvivalentiniu imtuvu, kurio varža lygi visų imtuvų varžų sumai:

.

Ekvivalentinio imtuvo galia yra visų imtuvų galių suma:

Nuosekliai sujungtais vadinami tokie grandinės elementai, kuriais teka ta pati srovė.

Lygegrečiai sujungti imtuvai. Lygegrečiai sujungtų imtuvų grandinę galima pakeisti ekvivalentiniu imtuvu, kurio varža Re turi būti tokia, kad juo tekėtų ta pati srovė I.

Bendruoju atveju lygegrečiai sujungtų imtuvų ekvivalentinis laidumas lygus jų laidumų sumai:

Ekvivalentinio imtuvo galia yra lygi lygiagrečiai sujungtų imtuvų galių sumai:

Kai imtuvų vardinė įtampa lygi tinklo įtampai, jie visada jungiami lygegrečiai. Tuo atveju kiekvienas imtuvas dirba vardiniu režimu, ir jo režimas nepriklauso nuo kitų imtuvų įjungimo, atjungimo ar režimo pakeitimo.

4. Superpozicijos metodas.

Superpozicijos principas galioja įvairioms tiesinėms fizikinėms sistemoms:jei sistemą veikia keli nepriklausomi faktoriai, tai šio poveikio rezultatas yra lygus visų faktorių poveikių rezultatų sumai.

Superpozicijos principas galioja ir elektrinėms grandinėms:

Kiekvienos šakos srovė yra lygi algebrinei sumai dalinių srovių, kurias sukuria kiekvienas grandinės šaltinis toje šakoje.Šiuo principu pagristas superpozicijos metodas tiesinėms sudėtingosioms elektrinėms grandinėms tirti. Tyrimo nuoseklumas paprastai yra šitoks:

1. Grandinėje paliekamas vienas šaltinis, o kiti pakeičiami rezistoriais, kurių varžos lygios pašalintųjų šaltinių vidinėms varžoms.

2. Palikus kitą šaltinį, o vietoj likusių – rezistorius, vėl apskaičiuojamos visų šakų dalinės srovės, kurias sukuria kitas paliktasis šaltinis. Grandinė tiriama tiek kartų, kiek joje yra šaltinių, kol aoskaičiuojamos visos dalinės šakų srovės, kurias sukuria kiekvienas šaltinis atskirai.

3. Tikrosios grandinės srovės ir jų krytys gaunamos, algebriškai sumuojant kiekvieno šaltinio sukurtąsias dalines sroves.

Superpozicijos metodas yra gana vaizdus, bet ribotas. Juo verta naudotis kai šaltinių yra nedaug.

5. Kontūrinių srovių metodas

Konturinės srovės – tai srovės, kurios teka uždarais nepriklausomais kontūrais. Tokiais atvejais tikrąsias sroves tose šakose, kurios yra bendros dviem ar daugiau kontūrų, reikia traktuoti kaip atitinkamų kontūrinių srovių algebrines sumas.Todėl , bet kurią sudėtingą tiesinę grandinę skaičiuojant gali užtekti spręsti n= p – +1 lygčių sistemą, jei nagrinėjimuose remamasi kontūrinėmis srovėmis

Sudarinėjant lygtis grandinei iš n nepriklausomų kontūrų, laisvai pasirenkame teigiamąsias visų kontūrinių srovių krytis.

Naudodamiesi kontūrinių srovių metodu, grandinei, kurioje yra n nepriklausomų kontūrų, pagal antrąjį Kirchofo dėsnį gausime tokią tiesinių n lygčių sistemą:

r11i1+ r12i2+r13i3+………….+r1nin=e11

r21i1+ r22i2+r23i3+………….+r2nin=e22

…………………………………………………………

rn1i1+ rn2i2+rn3i3+………….+rnnin=enn

6. Ekvivalentinio šaltinio metodas.

Šis metodas taikomas, kai reikia
apskaičiuoti sudėtingosios grandinės tik vienos šakos (imtuvo) srovę ar įtampą. Tiriamoji šaka išskiriama, o visa likusioji grandinės dalis pakeičiama ekvivalentiniu šaltiniu – aktyviuoju dvypoliu.

Šis metodas dar vadinamas ekvivalentinio generatoriaus metodu.

Dvipoliu vadinama elektrinės grandinės dalis, turinti du išvadus. Kai grandinės dalyje yra šaltinių, ji laikoma aktyviuoju dvipoliu.

7. Transfiguracijos metodas.

Transfiguracijos metodas – tai metodas, kai skaičiuojant elektrines grandines reikia pakeisti žvaigdže sujungtus imtuvus, į imtuvus sujungtus trikampiu.

Žvaigžde sujungtus imtuvus vadinsime tokius, kurių vieni galai yra sujungiami į bendrą mazgą, okiti galai prijungiami prie kitų grandinės imtuvų ir mazgų.

Trikampiu sujungtais imtuvais vadinsime tokius, kurių grandinė sudaro uždarą kontūrą, o kiekvienos jų poros sujungimo mazgai prijungiami prie trijų kitų grandinės imtuvų ar mazgų.

Žvaigžde ir trikampiu sujungtų imtuvų grandines galima ekvivalentiškai pakeisti viena kita taip, kad jų taškų (mazgų) A, B ir C potencialai išliktų tokie pat, vadinasi ir srovės IA, IB, ir IC nepakistų.

Keičiant trikampiu sujungtų imtuvų grandinę ekvivalentine, kurioje imtuvai sujungti žvaigžde:   Keičiant žvaigžde sujungtų imtuvų grandinę ekvivalentine, kurioje imtuvai sujungti trikampiu :   

; ; ;

8. Energijos tiekimo linija

Pramonės įmonės elektros energiją daugiausiai gauna iš energetinės sistemos.

Priklausomai nuo imonės galingumo ir daugelio kitų sąlygų, vartotojui tiekiama 110, 35, 6 arba 0,4/0,23 kv įtampos elektros energija.

Kai pramonės įmonės yra gana toli nuo elektrinės ar energetinės sistemos pastotės, įtampa paduodama į įmonės žeminančiąją pastotę, kurioje transformuojama iš 35-110 kv į 6-10 kv. Šitokios įtampos elektros energija paprastai kabelinėmis linijomis perduodama į įmonės teritorijoje esančias pastotes.Prie pastočių 6-10 kv skirstomųjų įrenginių prijungiamos kabelinės linijos, maitinančios aukštosios įtampos elektros variklius, ir transformatoriai, žeminantys įtampą iki 0,4 – 0,23 kv.

9. Sinusinės srovės efektinė ir vidutinė vertė.

Efektinė vertė. Efektinė kintamosios srovės vertė yra tokia nuolatinė srovė, kuri tame pačiame laidininke išskiria tiek pat šilumos, kiek ir kintamoji srovė per tą patį laiką.Efektinės kintamosios sinusinės srovės vertės yra karto mažesnė už jos amplitudinę vertę.

Vidutinė vertė. Vidutinė kintamosios srovės vertė prilyginama nuolatinei srovei, laikant, kad per tą patį laiką pernešamas toks pat elektros kiekis.

Vidutinė sinusinio dydžio vertė skaičiuojama pusei periodo 10. Simbolinis metodas.

Simbolinis metodas. Pagristas vektorių išreiškimu kompleksinais skaičiais ir leidžiąs geometrines operacijas su vektoriais pakeisti algebrinėmis operacijomis su kompleksiniais skaičiais.

Simboliniam metodui būdingas vektorinių programų paprastumas ir galimumas skaičiuoti norimu tikslumu. Simbolinio metodo pranašumas ypač išryškėja, skaičiuojant ir analizuojant sudėtingas grandines, kurių negalima pakeisti nuosekliu ir lygiagrečiu jungimu. Simbolinio metodas trūkumas, lyginant ji su vektorinių diagramų metodu, yra jo nevaizdumas.Todėl simbolinį metodą, kaip ir vektorinių diagramų metodą, galima taikyti tik tuo atveju, kai visos evj ir srovės grandinėje yra sinusinės laiko funkcijos.

11. Induktyvusis ir talpiniai imtuvai .

Reaktyviaisiais imtuvais vadiname tokius, kuriuose vyksta periodinė energijos kaita tarp jų magnetinio ar elektrinio lauko ir šaltinio. Reaktyvieji imtuvai gali būti induktyvieji ir talpiniai.

Induktyvusis imtuvas. Tekėdama induktyviuoju imtuvu kintamoji srovė sukuria kintamą magnetinį lauką. Dėl kintamo magnetinio lauko poveikio induktyviajame imtuve indukuojam saviindukcijos EVJ:Ši saviindukcijos EVJ priešinasi kintamosios srovės kitimui.

Talpinis imtuvas. Jis turi kondensatoriaus savybių, todėl elektrinėse schemose vaizduojamas sutartiniu kondensatoriaus ženklu.Talpiniame imtuve, prijungus jį prie kintamos įtampos u (t), sukaupiamas elektros krūvis.12. Rezonanso reiškiniai tiesinėse grandinėse.

Induktyvinės ir talpuminės varžos, taip pat induktyviniai ir talpuminiai laidumai gali vienas kitą kompensuoti, todėl galimi tokie atvejai, kada grandinės, turinčios reaktyvinių elementų, atstojamoji reaktyvinė varža ir atstojamasis reaktyvinis laidumas lygūs nuliui, ir srovė grandinėje sutampa faze su įtampa, prijungta prie tos grandinės gnybtų. Jei srovė grandinėje, nežiūrint į tai, kad joje yra reaktyvinių varžų, faze sutampa su įtampa, prijungta prie tos grandinės, tai grandinėje yra rezonansas.

Šiaip rezonanso reiškiniai gali vykti įvairiose fizikinėse sistemose.

Įtampų rezonansas. Šis rezonansas gali vykti grandinėse, kuriose yra nuosekliai sujungti aktyvaus, induktyvaus bei talpinio pobūdžio imtuvai.

Įtampų rezonanso sąlyga:

X= XL – XC= 0 arba XL= XC.

Įtampų rezonanso metu įtampos induktyviajame ir talpiniame imtuve yra vienodų amplitudžių, bet piešingų fazių. Įtampų rezonansas gaunamas keičiant ritės induktyvumą, keičiant kondensatoriaus talpą, keičiant tinklo dažnį

Srovių rezonansas. Srovių rezonansas gali vykti lygiagrečiai sujungtų imtuvų grandinėje, kai
iš imtuvų yra induktyvaus, o kitas – talpinio pobūdžio. Rezonanso sąlyga:

BL = Bc.

Srovių rezonansas atpažįstamas iš to, kad grandinėje teka silpniausi srovė.

Srovių rezonansui grandinė suderinama keičiant: 1) induktyvumą L; 2) talpą C; 3) tinklo dažnį.

13. Kintamos srovės galia.

Jei grandinė sudaryta iš trijų nuosekliai sujungtų idealių imtuvų, tai grandinės kompleksinė galia S apskaičiuojama padauginus kompleksinę įtampą iš jungtinės kompleksinės srovės.

Kompleksinės galios realioji dedamoji yra aktyvioji, o menamoji – reaktyvioji galia.

Induktyviojo ir talpinio imtuvo momentinės galios kinta priešingomis fazėmis, todėl grandinės kompleksinę galią galime užrašyti taip:

S =P+j (L – C)

Matosi, kad grandinės reaktyvioji galia yra lygi induktyviosios ir talpinės galių skirtumui.

14. Galios koeficientas.

Jis turi didelę ekonominę reikšmę eksploatuojant ne tiktai vienfazius, bet ir trifazius elektros tinklus. Kai galios koeficientas (cos ) nepakankamai didelis, tenka didinti linijinių laidų skerspjūvį, šaltinių galią.

Trifazių asinchroninių variklių galią sudaro 60 – 70 %, visos reaktyviosios energijos.

Grandinės galios koeficientui pagerinti būtina tobulinti technologinį procesą. Reikia, kad asinchroniniai varikliai kuo trumpesnį laiką dirbtų tuščiai ar mažiau apkrauti, o, jei įmanoma, netgi pakeisti mažai apkrautus mažesnės galios varikliais. Tačiau dažniausiai šios priemonės yra nepakankamos, ir reaktyviajai energijai kompensuoti yra naudojami energijai kompensuoti yra naudojami sinchroniniai varikliai ir kondensatorių baterijos.

15. Savitarpio induktyvumas.

Induktyvumus apibrėžia surištasis srautas, t y. elektrinio kontūro induktyvumui apskaičiuoti reikia nustatyti surištų su kontūru atskirų magnetinės indukcijos linijų pilną skaičių.

Kintant srovei kontūre, kinta savasis surištasis srautas.

Pavienio kontūro, kuriuo teka srovė, (arba ritės) induktyvumas yra dydis, charakterizuojantis surištojo srauto ir srovės ryšį, ir savo skaitine reikšme lygus surištojo srauto santykiui su sroveTuštumoje ir neferomagnetinėse medžiagose šis santykis tam pačiam kontūrui išlieka nepakitęs nepriklausomai nuo srovės ir surištojo srauto dydžių.

Tiriant dviejų ryčių sistemos konstrukciją, gaunamas proporcingumo koeficientas, kuris priklauso nuo tiriamos ryčių sistemos konstrukcijos ir vadinamas savitarpio induktyvumu.

16.Transformatoriai.

Transformatorius yra statinis elektromagnetinis įtaisas, skirtas kintamosios srovės elektros energijos parametrams keisti nekeičiant jos dažnio. Transformatoriaus veikimas yra pagristas jo dviejų ar daugiau apvijų abipusės indukcijos reiškiniu.

Didžiausią transformatorių grupę sudaro jėgos transformatoriai, kurie perduoda šaltinio elektros energiją imtuvams, pakeisdami kintamosios įtampos didumą.

Svarbiausi transformatoriaus parametrai:

a) Paso duomenys.

b) Išorinė charakteristika.

c) Naudingumo koeficientas.

Transformatorių tipai:

a) Autotransformatorius.

b) Daugelio apvijų transformatoriai.

c) Specialieji transformatoriai:

– suvirinimo transformatoriai,

– matavimo transformatoriai.

Gali būti trifaziai arba vienfaziai transformatoriai

Pase įrašomi ir tuščio eigos bei trumpo jungimo bandymų rezultatai.

17. Nesinusinio dydžio efektinė ir vidutinė reikšmė.

Sinusinės srovės efektinė reikšmė yra lygi tokiai nuolatinei srovei, kuriai tekant, išsiskiria tiek pat šilumos, kiek ir tekant kintamai srovei ta pačia varža ir tą patį laiką, lygu periodui T.

Nesinusinės periodinės kreivės apibūdinamos amplitudės koeficientu, taip pat iškraipymų koeficientu.

Skaičiuojant vidutinę nesinusinio dydžio vertę visam periodui gaunama, kad ji yra lygi nuolatinei dedamajai. Vidutinė galios vertė yra aktyvioji galia.

Visos grandinės aktyviąją galią galima apskaičiuoti sudedant visų harmonikų aktyviąsias galias.

18.Diskretinis spektras.

Diskretinis spektras vadinamas todėl, kad grafike pateikiamos amplitudės yra tam tikroms farmonikoms ir nėra tarpinių duomenų.

Įtampos kitimo dėsnis:

U = U0 + U1m sin (t + 1) + U2m sin (2t + 2) +…..+ Ukm sin (t + k);

Diskretinio spektro grafikas:

19. Nesinusinių srovių grandinių skaičiavimas.

Tiesinės nesinusinės evj grandinės skaičiuojamos, remiantis superpozicijos principu.

Nesinusinės evj šaltinį galima pakeisti nuosekliai sujungtais nuolatinės evj ir atitinkamų dažnumų sinusinių evj šaltiniais. Nagrinėjant kiekvieno šaltinio veikimą atskirai, galima apskaičiuoti srovę kiekvienoje grandinės dalyje žinomais metodais.

Sprendžiant uždavinius labai svarbi reaktyvinės varžos priklausomybė nuo dažnumo.

Srovės sinusines dedamąsias galima apskaičiuoti simboliniu metodu ir nubraižyti vektorines diagramas.

Tačiau bendrosios srovės negalima apskaičiuoti, sudedant įvairių dažnumų dedamųjų kompleksus ar vektorius.

Skaičiavimams palengvinti kartais nesinusinės srovės ir įtampos pakeičiamos ekvivalentinėmis sinusinėmis, kurių efektinės reikšmės tokios pat.

20. Elektrinių filtrų veikimo principas.

Didėjant dažnumui, induktyvinė varža didėja, talpuminė – mažėja. Srovė induktyvinėje varžoje atsilieka nuo įtampos faziniu kampu talpuminėje varžoje tokiu kampu įtampa atsilieka nuo
srovės.

Šios važų savybės panaudojamos praktikoje, konstruojant įvairios paskirties elektrinius filtrus.

Jei įjungsime ritę ir kondensatorių lygegrečiai imtuvui, tai jų veikimaas nurodyta linkme būtų labai efektyvus. Tokio tipo filtrai vadinami žemųjų dažnių filtrais. Šie filtrai dar naudojami kintamajai srovei lyginti ir todėl vadinami išlyginančiaisiais.

Filtrai naudojami šitokiam tikslui:

esan duotai nesinusinei šaltinio įtampai, gauti reikiamos formos srovę imtuve.

Naudojant vienu metu kelis kontūrus, galima dar labiau susilpninti išėjimo įtampos k-tąją harmoniką.

Tokio tipo filtras vadinamas užtvariniu.

21. Trifazės sistemos generatoriai ir imtuvai.

Šiuo metu elektros energijai gaminti, perduoti ir paskirstyti pritaikyta trifazė sistema: naudojami trifaziai generatoriai, transformatoriai, perdavimo linijos ir paskirstymo tinklai. Plačiai panaudojami trifaziai imtuvai.

Trifazė simetrinė evj sistema gaunama trifaziame generatoriuje, kuris turi tris savarankiškas apvijas, pasuktas erdvėje viena kitos atžvilgiu 1200 kampu. Jei visų apvijų vijų skaičius yra vienodas, tai, sukantis rotoriui, visose apvijose indukuojamos vienodo dydžio evj.

Kai evj vektoriai sukasi prieš laikrodžio rodyklę, tokia kaitaliojimosi tvarka vadinama tiesiogine fazių seka. Generatoriaus rotoriui sukantis priešinga krytimi, gaunama atvirkštinė fazių seka.

Elektros energijos imtuvai – elektros varikliai, elektros lempos ir panašiai. – su elektros stotyse įrengtais generatoriais paprastai tiesiogiai nesujungiami.

Šiuo metu Jūs matote 30% šio straipsnio.
Matomi 2468 žodžiai iš 8174 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.