![]() ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Контур, эквивалентный связанным контурам. Вносимые сопротивления.Рассмотрим систему двух колебательных контуров с трансформаторной связью, в которой к первому контуру подключен источник э.д.с. e(t) (рис. 2,а), а r1 и r2 - выделенные для анализа сопротивления потерь в контурах. а б Рис.2. Система двух колебательных контуров с трансформаторной связью (а) и ее эквивалентная схема (б) Запишем для каждого контура уравнения Кирхгофа
Считая э.д.с. синусоидальной и режим в цепи установившимся, можно воспользоваться символическим методом анализа. Тогда
Обозначив реактивное сопротивление первого и второго контуров через X1 и X2, (5) можно записать так:
Найдем
Обозначив wМ = XСВ (сопротивление связи), (7) можно переписать так: Подставив значение Освободившись от мнимости в знаменателе, получим или так как Поделив в полученном выражении приложенную э.д.с. на ток
Модуль сопротивления Z1Э равен
Анализ (8) показывает, что в результате связи первого контура со вторым в первый контур как бы вносятся два сопротивления: активное и реактивное Таким образом, систему двух связанных колебательных контуров можно заменить одним эквивалентным контуром (рис. 2, б), в который вносится сопротивление Коэффициент связи при различных видах связи – ДОДЕЛАТЬ111 Вносимое сопротивление трансформатора Пусть к выходным зажимам трансформатора по рис. 6.17 подключен приемник с сопротивлением Zн. Zн = Rн + jXн. Рис.6.17. Схема нагруженного трансформатора Вновь составим систему уравнений для данной цепи по законам Кирхгофа с учетом выбранного направления обхода. Классификация электрических аппаратов Лабораторные работы по электротехнике
Выразим из второго уравнения ток
Подставляя его в первое уравнение, получим
Проведя ряд алгебраических преобразований, получим следующее выражение для тока
Обозначим
где Rвн и Xвн – соответственно активное и реактивное вносимые сопротивления трансформатора. Тогда окончательно имеем
Физически вносимое сопротивление представляет собой такое сопротивление, включенное последовательно с первичной обмоткой, которое позволяет учесть влияние тока нагрузки Построим векторную диаграмму трансформатора под нагрузкой. Пусть в качестве нагрузки используется активно-индуктивный потребитель (н > 0). Для построения диаграммы используем составленную выше систему уравнений (6.23). Построение векторной диаграммы, приведенной на рис. 6.18, целесообразно начать с тока Рис.6.18.Векторная диаграмма трансформатора под нагрузкой В теории электрических цепей допускается возможность однозначной, не зависящей от выбора пути, оценки электрических напряжений меду любыми двумя зажимами исследуемой электрической цепи. Это позволяет определять электрическое напряжение как разность потенциалов между соответствующими зажимами электрической цепи. Между зажимами 1-2. (рис. 1.2.) напряжение можно определить двумя способами:
Так как Таким образом, напряжение может принимать лишь положительные или отрицательные значения. Направление отсчета напряжения указывается стрелкой на схеме цепи. Например, напряжение Если в данный момент времени Указанное стрелкой направление отсчета напряжения называют также положительным направлением. Наряду с термином «напряжение» употребляются термины «электродвижущая сила» (Э. Д. С.) и «падение напряжения». Электродвижущая сила есть напряжение между разомкнутыми внешними зажимами устройства или участка цепи. Для Э. Д. С. принято обозначение Падением напряжения на участке цепи называют напряжение, действующее на соответствующем участке при протекании по нему тока. Расчет электрических цепей постоянного тока. Разветвленная цепь с двумя узлами. Параллельное соединение пассивных элементов, эквивалентное сопротивление резисторов. Электрическая проводимость ветвей. Нелинейные электрические цепи постоянного тока. 59. Схема замещения связанной системы эквивалентной одноконтурной цепью – ДОДЕЛАТЬ111 Условия резонанса для связанной цепи – ДОДЕЛАТЬ111 Под настройкой системы связанных контуров понимается подбор значений параметров контуров, включая и коэффициент связи между контурами, таким образом, чтобы обеспечить получение максимальной мощности или максимального к. п. д. передачи энергии, или нужной полосы пропускания при заданной частоте и ЭДС источника сигнала. Для выяснения условий настройки необходимо исследовать зависимость тока второго контура от настройки каждого контура и величины коэффициента связи.![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 61. лектрическим фильтром называется четырехполюсник, устанавливаемый между источником питания и нагрузкой и служащий для беспрепятственного (с малым затуханием) пропускания токов одних частот и задержки (или пропускания с большим затуханием) токов других частот. Диапазон частот, пропускаемых фильтром без затухания (с малым затуханием), называется полосой пропускания или полосой прозрачности; диапазон частот, пропускаемых с большим затуханием, называется полосой затухания или полосой задерживания. Качество фильтра считается тем выше, чем ярче выражены его фильтрующие свойства, т.е. чем сильнее возрастает затухание в полосе задерживания. В качестве пассивных фильтров обычно применяются четырехполюсники на основе катушек индуктивности и конденсаторов. Возможно также применение пассивных RC-фильтров, используемых при больших сопротивлениях нагрузки. Фильтры применяются как в радиотехнике и технике связи, где имеют место токи достаточно высоких частот, так и в силовой электронике и электротехнике. Для упрощения анализа будем считать, что фильтры составлены из идеальных катушек индуктивности и конденсаторов, т.е. элементов соответственно с нулевыми активными сопротивлением и проводимостью. Это допущение достаточно корректно при высоких частотах, когда индуктивные сопротивления катушек много больше их активных сопротивлений ( Фильтрующие свойства четырехполюсников обусловлены возникающими в них резонансными режимами – резонансами токов и напряжений. Фильтры обычно собираются по симметричной Т- или П-образной схеме, т.е. при лассификация фильтров в зависимости от диапазона пропускаемых частот приведена в табл. 1.
Таблица 1. Классификация фильтров
В соответствии с материалом, изложенным в предыдущей лекции, если фильтр имеет нагрузку, сопротивление которой при всех частотах равно характеристическому, то напряжения и соответственно токи на его входе и выходе связаны соотношением
В идеальном случае в полосе пропускания (прозрачности) Рассмотрим схему простейшего низкочастотного фильтра, представленную на рис. 1,а. Связь коэффициентов четырехполюсника с параметрами элементов Т-образной схемы замещения определяется соотношениями (см. лекцию № 14) или конкретно для фильтра на рис. 1,а
Из уравнений четырехполюсника, записанных с использованием гиперболических функций (см. лекцию № 14), вытекает, что
Однако в соответствии с (2)
Поскольку в полосе пропускания частот коэффициент затухания
Так как пределы изменения
которому удовлетворяют частоты, лежащие в диапазоне
Анализ соотношения (7) показывает, что с ростом частоты w в пределах, определяемых неравенством (6), характеристическое сопротивление фильтра уменьшается до нуля, оставаясь активным. Поскольку, при нагрузке фильтра сопротивлением, равным характеристическому, его входное сопротивление также будет равно На рис. 2 приведены качественные зависимости Следует отметить, что вне полосы пропускания
Так как вне полосы прозрачности В полосе задерживания коэффициент затухания Другим вариантом простейшего низкочастотного фильтра может служить четырехполюсник по схеме на рис. 1,б. Схема простейшего высокочастотного фильтра приведена на рис. 3,а. Для данного фильтра коэффициенты четырехполюсника определяются выражениями
Как и для рассмотренного выше случая, А – вещественная переменная. Поэтому на основании (9)
Данному неравенству удовлетворяет диапазон изменения частот
Характеристическое сопротивление фильтра
Вне области пропускания частот
при Качественный вид зависимостей Следует отметить, что другим примером простейшего высокочастотного фильтра может служить П-образный четырехполюсник на рис. 3,б. Полосовой фильтр формально получается путем последовательного соединения низкочастотного фильтра с полосой пропускания приведена на рис. 5,а, а на рис. 5,б представлены качественные зависимости У режекторного фильтра полоса прозрачности разделена на две части полосой затухания. Схема простейшего режекторного фильтра и качественные зависимости В заключение необходимо отметить, что для улучшения характеристик фильтров всех типов их целесообразно выполнять в виде цепной схемы, представляющей собой каскадно включенные четырехполюсники. При обеспечении согласованного режима работы всех n звеньев схемы коэффициент затухания 62. Электрические фильтры – Вопрос № 61 Частотные характеристики фильтров.
Рабочее затухание фильтров – ДОДЕЛАТЬ111 Поскольку, при нагрузке фильтра сопротивлением, равным характеристическому, его входное сопротивление также будет равно
Следует отметить, что вне полосы пропускания
Так как вне полосы прозрачности В полосе задерживания коэффициент затухания Применение фильтров в технике измерений чрезвычайно разнообразно. На переднем плане стоят простейшие задачи сокращения помех от промышленных сетей и высокочастотных шумов, что равносильно улучшению отношения полезного сигнала к сигналу помех. Под настройкой сигнала понимаются также отфильтровы-вание (выделение) или же подавление некоторых частотных составляющих сигнала до аналого-цифрового преобразования (сужение полосы частот для предотвращения погрешности от эффекта наложения). При анализе сигналов фильтры могут быть применены для измерений искажений, формирования средних экспоненциальных значений и для подавления, усиления или отделения некоторых частотных составляющих или полос частот. Существуют следующие понятия средних значений несинусоидальных токов, ЭДС и напряжений. Среднее значение несинусоидального тока за период, которое равно его постоянной составляющей,
Среднее значение по модулю несинусоидального тока за период
Таким же образом может быть осуществлена запись средних значений несинусоидальных ЭДС, напряжений. Средние значения несинусоидальных напряжений и токов измеряются магнитоэлектрическими приборами без выпрямителя, средние значения по модулю — магнитоэлектрическими приборами с выпрямителем. 5.3.4.Коэффициенты, характеризующие несинусоидальные величины. Формы периодических несинусоидальных кривых могут характеризовать следующие коэффициенты (в скобках приведены значения коэффициентов для синусоидальных токов). 1. Коэффициент амплитуды k а = I m /I (k а = 1,41). 2. Коэффициент формы k ф = I/I cp.мод(k ф = 1,11). 3. Коэффициент гармоник k г = √ I 22 + I 32 +.../ I 1 (k г = 0). 4. Коэффициент среднего значения k ср = I cp /I m (k cp = 0). 5. Коэффициент искажения k и = I 1 / √ I 02 + I 12 + I 22 +... (k и = 1). 6. Коэффициент пульсаций k п = I 1 m/I 0(см. § 5.7). Коэффициенты k а, k ф характеризуют форму периодических кривых, т. е. их отличие от синусоиды, и используются в силовой электротехнике, радиотехнике и т. д. Коэффициенты k г и k и являются показателями качества электрической энергии энергосистем. В энергетической электронике при оценке результатов преобразования переменного синусоидального тока в постоянный используются коэффициенты k ср и k п. Несинусоидальные токи в цепях возникают при синусоидальных ЭДС и напряжениях источников электрической энергии, если цепи содержат нелинейные элементы. Так, в катушке с ферромагнитным магнитопроводом, которая является нелинейным элементом, при синусоидальном напряжении сети ток несинусоидальный. Подобное явление наблюдается в промышленных городских сетях, когда в качестве осветительных приборов используются люминесцентные лампы, имеющие нелинейные вольт- амперные характеристики. Нелинейные элементы широко используются в электрических цепях автоматики, управления, релейной защиты и т. д. Эти нелинейные элементы (стабилизаторы напряжения, умножители и делители частоты, магнитные усилители и т. п.) приводят к искажению формы кривых напряжения или тока. Известно, что постоянный ток в энергетической электронике получают преобразованием переменного синусоидального тока с помощью выпрямителей, в которых используются нелинейные элементы — диоды. Естественно, что в таких электрических цепях возникают как несинусоидальные токи, так и несинусоидальные напряжения. В настоящее время широкое распространение получила импульсная техника, т. е. отрасль радиоэлектроники, в которой для решения определенных задач используют импульсные устройства. Формы импульсов напряжений в импульсной технике весьма разнообразны. Сложение синусоид, имеющих разные частоты – ДОДЕЛАТЬ111
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|