Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Как продвинуть сайт на первые места?
    Вы создали или только планируете создать свой сайт, но не знаете, как продвигать? Продвижение сайта – это не просто процесс, а целый комплекс мероприятий, направленных на увеличение его посещаемости и повышение его позиций в поисковых системах.
    Ускорение продвижения
    Если вам трудно попасть на первые места в поиске самостоятельно, попробуйте технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз, а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней. Если ни один запрос у вас не продвинется в Топ10 за месяц, то в SeoHammer за бустер вернут деньги.
    Начать продвижение сайта
  • Классы точности электроизмерительных приборов. Погрешность электрических измерений и способы ее минимизации при выборе измерительного прибора.






    ОТВЕТ:

    1) Абсолютная погрешность - это разность между измеренным значением электрической величины (ЭВ) AИ и её действительным значением . . Действительное значение измерения электрической величины (тока напряжения, мощности) всегда неизвестно, поэтому его можно определить только по прибору:

    1.1. В случае единичного измерения – по показаниям эталонного прибора АЭ (образцового или более очного, чем измеряющий, например, класса 0, 02-0, 05-0, 1), включённого одновременно с рабочим измерительным прибором, то есть принимаем, что .

    1.2. В случае нескольких измерений – как среднее арифметическое значение из результатов этих измерений. .

    1.3. В случае единичного измерения и при отсутствии эталонного электроизмерительного прибора, возможную наибольшую абсолютную погрешность можно вычислить по классу точности (Кл), указанному на шкале рабочего измерительного прибора: .

    2. Относительная погрешность δ – это выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой электрической величины. . Поскольку при правильном выполнении условий проведения измерений на электроизмерительном приборе высокого класса точности, разница между измеренным и действительным значениями электрических величин достаточно мала, то практически, в большинстве случаев, принимают: . Поэтому возможную наибольшую абсолютную погрешность можно вычислить по классу точности рабочего измерительного прибора: , а для определения относительной погрешности используют формулу .

    3) Приведённая погрешность γ – это отношение относительной погрешности к номинальному значению (предельное измерение) измерительного прибора, выраженная в процентах: .

    4) Класс точности измерительного прибора (Кл) – это нормированное (стандартное) значение возможной наибольшей приведённой погрешности электроизмерительного прибора. . Классы точности электроизмерительного прибора стандартизированы следующими значениями: 0, 02-0, 05-0, 1-0, 2-0, 5-1-1, 5-2, 5-4, так что по известному классу можно легко вычислить возможную наибольшую абсолютную погрешность выполненного единичного измерения. .

    Переменный электрический ток. Способы представления синусоидальных величин. Основные характеристики переменного тока. Период, частота, начальная фаза, сдвиг фаз, действующее значение переменного тока.

    ОТВЕТ: Переменным электрическим током – называется электрический ток, величина и направление которого изменяется по синусоидальному закону. .

    Способы представления синусоидальной величины:

    1) Алгебраический .

    2) Графический (волновая диаграмма): .

    3) Векторный (с помощью векторных диаграмм): .

    4) С помощью комплексных чисел (символический метод): .

    Основные характеристики переменного тока:

    , где - мгновенное значение силы тока, - амплитудное значение силы тока, - фаза, - циклическая частота, - начальная фаза.

    1) Амплитудное значение (Im, Um, Em) – наибольшее значение функции за период.

    2) Период – длительность полного цикла изменения синусоидальной величины. .

    3) Циклическая частота () – число полных циклов изменения синусоидальной величины в единицу времени. .

    4) Угловая частота – скорость изменения аргумента функции .

    5) Линейное значение – значение функции в заданный момент времени. . .

    6) Начальная фаза () – значение аргумента функции в нулевой момент времени. . .

    Если начальная фаза отсчитывается от начала функции к началу координат по направлению оси абсцисс, то начальная фаза положительна. Начальная фаза зависит от выбора момента времени. .

    7) Сдвиг фаз – разность начальных фаз напряжения и тока. Сдвиг фаз электрической цепи не зависит от выбора момента времени, а определяется характером электрической цепи. Если ток опережает напряжение, то характер цепи – емкостной. Если напряжение опережает ток, то характер цепи – индуктивный.

    Резистивный φ R=0
    Индуктивный φ L= + 90
    Ёмкостной φ C= - 90

     

    Метод векторных диаграмм. Основные характеристики переменною тока. Применение ком­плексного метода для анализа электрических цепей переменного тока (алгебраическая, триго­нометрическая и показательная форма).

    ОТВЕТ: Любая электрическая синусоидальная величина на плоскости может быть представлена вращающимся против часовой стрелки радиус-вектором, модуль которого равен амплитуде функции, а скорость вращения – угловой частоте фазы.

    1) Мгновенное значение на векторной диаграмме определяется как проекция радиус –вектора на ось ординат .

    2) Обычно векторные диаграммы для удобства строятся не для амплитудных, а для действительных значений.

    3) Начальная фаза на векторной диаграмме определяется углом между радиус-вектором и осью абсцисс. Если угол отсчитывают от оси абсцисс к вектору по направлению вращения, начальная фаза положительна.

    4) Сдвиг фаз на векторной диаграмме определяется углом между векторами напряжения и тока. Если угол отсчитывается от тока к напряжению по направлению вращения, то сдвиг фаз положителен.

    Напряжение опережает ток Ток опережает напряжение
    φ = + 75° - RL φ = - 90° - RC

    Применение комплексных чисел для анализа электрических цепей переменного тока (символический метод).

    Комплексное число – это сумма действительного и мнимого чисел. , где и - действительные числа, - мнимая единица.

    На комплексной плоскости (Im÷ Re или j÷ 1) комплексное число может быть представлено либо точкой с координатами её проекций на оси Im÷ Re, либо вектором, соединяющим начальную координату с этой точкой.

    α – фаза. . .

    В электротехнике любая синусоидальная величина (ток, напряжение, ЭДС) по известной амплитуде и фазе () на комплексной плоскости может быть представлена одним из трёх способов. Синусоидальные величины обозначают: , комплексное число: .

    1) Алгебраический.

    , .

    .

    Используется при сложении и вычитании комплексных чисел.

    2) Тригонометрический.

    .

    Используется для перехода от алгебраической к операторной форме записи и обратно.

    3) Операторная (показательная) форма.

    Формула Эйлера: , где - оператор поворота, - фаза.

    , . Используется при делении и умножении комплексных чисел.

    Особенности комплексной записи в электротехнике.

    1. Мгновенное значение синусоидальной величины определяется как мнимая часть комплексного числа.

    . - комплексная амплитуда тока, - комплексная амплитуда напряжения.

    2. Для удобства комплексы синусоидальных величин используются не для амплитудных, а для действующих значений.

    - комплексное действительное значение тока (комплекс тока).

    - комплексное действительное значение напряжения (комплекс напряжения).

    .

    3. Для упрощения записи принимаем t=0. .

    - комплекс тока.

    - комплекс напряжения.

    4. Для характеристики электрической цепи переменного тока вводится понятие комплексного сопротивления () – это отношение комплекса напряжения к комплексу тока. .

    , , - полное сопротивление. . - сдвиг фаз.

    5. , - действительная часть комплексного сопротивления, - мнимая часть комплексного сопротивления (реактивное сопротивление (реактивная составляющая)). . Если реактивное сопротивление отрицательно, то цепь обладает емкостным характером, если положительно – то индуктивным.

    6. Электрическая мощность в комплексной форме определяется как произведение комплексного действительного значения напряжения () на сопряжённое комплексное действующее значение тока.

    , , , . - полная мощность.

    ,

    , , .

    Электрическая цепь переменного тока. Характеристики идеальных и реальных элементов це­пи переменного тока. Условно-графические обозначения. Понятие об активной, реактивной и полной мощностях.

    ОТВЕТ: В реальной цепи переменного тока происходит сложный энергетический процесс необратимого преобразования и периодического обмена электрической энергией. Для удобства и расчёта таких цепей составляют условные идеальные, так называемые, электрические схемы замещения (ЭСЗ или СЗ), которые полностью отражают электрофизические закономерности реальной цепи и составлены из так называемых идеальных электрических элементов.

    Источники ЭДС и тока называются активными элементами, а резистивные, индуктивные и емкостные элементы – пассивными элементами схем замещения.

    Идеальный электрический элемент – это участок идеальной электрической цепи (СЗ), выделенной условно-графическим обозначением (УГО) или буквенно-цифровым обозначением (БЦО), и в которой происходит только один энергетический процесс.

    1. R – резистивный (активный) идеальный элемент. Отражает процесс необратимого преобразования электрической энергии в другие виды.

    2. Х – реактивный идеальный элемент. Отражает процесс обмена электрической энергией между переменными электромагнитными полями реальной цепи (потребителя электроэнергии) и источником.

    1) R. В нём отсутствуют переменные электромагнитные поля, что обозначает отсутствие обмена реактивной мощностью. Полное преобразование электроэнергии в другие виды энергии.

    2) R. Различают два типа реактивных элементов: xL – индуктивный элемент, xC – емкостный элемент.

    Индуктивный элемент (идеальная катушка) Емкостной элемент
    Индуктивный элемент характеризуется понятием индуктивность и связан с наличием переменного магнитного поля. - индуктивность. - магнитное потокосцепление, где - число витков, - магнитный поток. В простейшем случае индуктивность катушки определяют по следующей формуле: , , где - магнитная проницаемость среды, - длина и поперечное сечение магнитопровода катушки. . Наиболее просто и удобно применять индуктивность катушки за счёт изменения путём перемещения ферромагнитного сердечника катушки. . Характеризуется понятием «ёмкость» и характеризует процесс обмена электрической энергией между переменным электрическим полем емкостного элемента и источником. Никакого преобразования электрической энергии не происходит. Ёмкость: , где - заряд конденсатора, - напряжение на обкладках (зажимах) конденсатора. В простейшем случае ёмкость плоско-параллельного конденсатора: , где - диэлектрическая постоянная, - площадь пластин, - расстояние между пластинами.

    Реальная катушка и реальный конденсатор (активно-индуктивный (R-L) и активно-емкостной (R-C) элементы в цепи переменного тока).

    В любом электротехническом изделии, включённом в цепь переменного тока, происходит два энергетических процесса:

    1. Процесс преобразования электроэнергии. Происходит в активном элементе R.

    2. Периодический обратимый процесс обмена электроэнергией. Происходит в реактивном элементе x.

    Поэтому любое электротехническое устройство на схеме может быть представлено как комбинация двух идеальных элементов.

    z – реальное электротехническое устройство → .

    С целью упрощения ЭЦ в ряде случаев можно пренебречь наличием переменных электромагнитных полей (ЭМП). → Q=0 → x=0.

    Примером такого устройства может служить резистор, лампа накаливания, нагревательный элемент. В этом случае:

    1. .

    2. Если в электротехническом устройстве можно пренебречь тепловыми потерями (преобразованиями) электроэнергии, то → Р=0 → R=0, тогда:

    . Катушка рассматривается как идеальный индуктивный элемент.

    3. .

    R-L (реальная катушка) R-С (реальный конденсатор)
    Реальная катушка наряду с индуктивность L, связанной с наличием переменного магнитного поля (ПМП), обладает активным сопротивлением, обусловленным сопротивлением провода (), из которого изготовлена катушка и на которой происходят Джоулиевы потери, вызывающие нагрев катушки, то есть: В реальном конденсаторе наряду с ёмкостью С, связанной с наличием переменного электрического поля (ПЭП), существуют тепловые потери элек5троэнергии в следствии переменной поляризации диэлектрика конденсатора и приводящие его к нагреванию. Эти тепловые потери на схеме можно представить в виде фиктивного элемента. .
    Уравнение электрического равновесия
    для действительного значения. , ,
    Особенности цепи
    1. Сдвиг фаз
    В RL цепи: Напряжение опережает ток. В RС цепи: Ток опережает напряжение.
    2. Коэффициент использования мощности (КИМ) .
    Характеризует степень преобразования электроэнергии в другие виды, то есть в работу как полную так и бесполезную. КИМ .
    3. Результирующая векторная диаграмма.
    , . , . Знак «-» обычно опускается и обозначает емкостной характер цепи. .
    4. Треугольники напряжений, сопротивлений и мощности.
    Если вектор напряжения на векторной диаграмме (ВД) разложить на активную и реактивную составляющие, то получим треугольник напряжений.
    Если напряжения поделить на ток, получим скалярный треугольник сопротивления R.
    , , , , , .
    Если треугольник сопротивлений умножить на квадрат силы тока (I2), получим треугольник мощности.
    , , , , , .
    5. Закон Ома. , .

    Произведение действующих значений напряжения между выводами источника и тока источника определяет так называемую полную мощность источника, равной полной мощности пассивного двухполюсника: .

    Процесс обмена энергией между источником энергии и совокупностью индуктивных и емкостных элементов пассивного двухполюсника отображается его реактивной мощностью, равной реактивной мощности источника: .

    Активная мощность двухполюсника и источника зависит от действующих значений напряжения и тока, а также от - коэффициента мощности. Активная мощность пассивного двухполюсника всегда положительна и не зависит от знака угла (). Она определяет энергетический режим пассивного двухполюсника в целом, то есть среднюю скорость необратимого преобразования энергии во всех резистивных элементах пассивного двухполюсника. , .

    . .

    Идеальные элементы (резистивный, индуктивный и емкостный) в цепи переменного тока. Определения, основные соотношения и особенности цепи. Понятие об активной, реактивной и полной мощностях.

    R-элемент L-элемент C-элемент
    1. Отсутствуют переменные электромагнитные поля. 2. Происходит полное преобразование электроэнергии в работу. 1. Отсутствует преобразование электроэнергии в другие виды (работу)
    2. Происходит периодический обмен электроэнергией между переменным магнитным полем L-элемента и источником. 2. Происходит периодический обмен электроэнергии между переменным электрическим полем и источником.
    , . По второму правилу Кирхгофа: .
    , , , так как отсутствует магнитное поле. , . , (), , , . , (), , , .
    Особенности цепи.
    1. Сдвиг фаз. .
    в резистивном элементе сдвиг фаз , то есть ток и напряжение совпадают по фазе. В индуктивном элементе сдвиг фаз , то есть напряжение опережает ток на четверть периода. В емкостном элементе сдвиг фаз , то есть напряжение отстаёт от тока на четверть периода.
    2. Коэффициент использования мощности . Определяет степень преобразования электроэнергии в работу.
    . Вся электрическая мощность преобразуется в работу.
    Преобразование электрической мощности не происходит.
    3. Закон Ома.
    , , . , , - индуктивное сопротивление. , . , - емкостное сопротивление. , .
    4. Векторная диаграмма.

    Произведение действующих значений напряжения между выводами источника и тока источника определяет так называемую полную мощность источника, равной полной мощности пассивного двухполюсника: .

    Процесс обмена энергией между источником энергии и совокупностью индуктивных и емкостных элементов пассивного двухполюсника отображается его реактивной мощностью, равной реактивной мощности источника: .

    Активная мощность двухполюсника и источника зависит от действующих значений напряжения и тока, а также от - коэффициента мощности. Активная мощность пассивного двухполюсника всегда положительна и не зависит от знака угла (). Она определяет энергетический режим пассивного двухполюсника в целом, то есть среднюю скорость необратимого преобразования энергии во всех резистивных элементах пассивного двухполюсника. , .

    . .






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.