Эксперт

Сергей

Задать вопрос

Мы готовы помочь Вам.

 1 Эквивалентная (расчетная) схема электрической цепи. Основные понятия и определения

Эквивалентной или расчетной, электрической схемой цепи называется условное графическое изображение моделирующей цепи, т. е. цепи составленной из идеализированных элементов, замещающей реальную цепь в рамках решаемой задачи.

Каждому идеализированному элементу присваивается определенные графические и буквенные обозначения, определяемые действующими стандартами. Эквивалентная схема цепи может быть получена из принципиальной электрической схемы, если каждый изображенный на ней реальный элемент заменить его эквивалентной схемой или схемой замещения.

В частности: эквивалентные схемы цепи по постоянному и переменному токам, для высоких и низких частот, для мгновенных значений токов и напряжений и для преобразованных токов и напряжений.

В любой электрической цепи, при протекании в ней тока происходит необратимое преобразование электрической энергии в другие виды энергий и изменение энергии, запасенной в электромагнитном поле, созданном электрическим током. Магнитное и электрическое поле являются составляющим электромагнитного поля. Схема цепи должна адекватно отражать энергетические процессы, происходящие в реальной цепи. Для этого нужно ограниченное количество идеализированных элементов, каждый и которых характеризует только один из этих процессов.

Эквивалентная схема электрической цепи определяет состав идеализированных пассивных и активных элементов, моделирующей цепи, замещающей исследуемую цепь в рамках поставленной задачи, параметры этих элементов и способы соединения их между собой.

Кроме идеализированных активных и пассивных элементов на схемах электрических цепей изображаются также и идеализированные вспомогательные элементы: выводы цепи или ее частей, соединительные линии и элементы коммутации.

Соединительные линии в данных схемах не имеют сопротивлений.

К элементам коммутации относятся элементы позволяющие изменить количество идеализированных пассивных и активных элементов, их параметры или способ соединения (переключатели, ключи и т.д.). Стрелка на коммутирующем элементе показывает его состояние до, и после коммутации. Если стрелка направлена в низ, это означает, что до коммутации он разомкнут, а после коммутации  замкнут.

На схеме электрической цепи, как правило, указывается направления токов и напряжений. Условно принятые направления токов, указываются стрелками на соединительных линиях, а направления напряжений указываются слева, справа, сверху или снизу от элемента в зависимости от его местоположения на схеме.

Рядом со стрелками, указывающими условно принятые направления токов и напряжений, проставляют их условные буквенные обозначения, например i_r, u_r, u_L, или i₁, i₂, u₁, где индексы представляют собой либо буквенные обозначения соответствующих элементов, либо порядковые номера токов или напряжений.

Места, где электрически соединены один или несколько элементов на электрических схемах обозначаются жирными точками.

Элементы схемы, по которым протекает один и тот же электрический ток, образуют ветвь схемы, эти элементы считаются соединенными последовательно. Место электрического соединения трех и более ветвей называется узлом электрической схемы.

В схеме рис. 1.16.  три ветви и два узла. Узлы в схемах обычно обозначаются цифрами или буквами.

Если два и большее число узлов схемы связаны между собой соединительными линиями (сопротивление которых равно нулю), то их можно заменить одним узлом, без изменения токов в данной схеме.

Смотри схемы рис 1.17 а, 1.17 б, 1.17 в, 1.17 г. Схемы 1.17 а и 1.17 б эквивалентны. Так же эквивалентны и схемы 1.17 в, 1.17 г.

Тест главы 1 — $$$ 22.

2. Мостовые схемы.

В электроизмерительной технике часто используют мостовые схемы.

Схемы электрических цепей, состоящие из пяти элементов, которые образуют две схемы соединения  треугольник, называются мостовыми.

Мостовая схема (мост) приведена на рис. 2.31 а.

Если потенциалы узлов 2 и 3 равны (V₂ = V₃), то мостовая сема считается уравновешенной. В этом случае: U₂₃ = V₂-V₃ = 0; I₃ = 0, поэтому величина сопротивления R₃ не влияет на значения токов в ветвях. Следовательно: значение этого сопротивления можно принять равным нулю (R₃ = 0)  рис. 2.31 б; или бесконечности (R₃ = ∞ )  рис. 2.31 в. При этом, входное сопротивление и токи в ветвях схемы останутся без изменения, а сложная схема превращается в смешанное соединение, что значительно упрощает дальнейшие расчеты.