Calcularea circuitelor liniare ale unui curent direct cu mai multe surse de alimentare, o metodă de curenți de contur.
Analiza ochiurilor face posibilă simplificarea calculului circuitului electric în comparație cu metoda legilor Kirchhoff prin reducerea numărului de ecuații care trebuie rezolvate simultan la valoarea: (l-k + 1-m) și se bazează pe aplicarea celei de a doua lege a Kirchhoff. Rețineți că: k - numărul de noduri ale circuitului electric, l - ramurile și m - sursele de curent ideale. Metoda se bazează pe proprietatea că curentul din orice ramură poate fi reprezentat ca suma algebrică a curenților de buclă care curg de-a lungul acestei ramuri. Ecuațiile se face numai pe a doua lege a Kirchhoff, dar nu pentru reale și imaginare pentru curenții care circulă în circuit închis bucle.
Calcularea circuitelor electrice complexe prin metoda curenților de buclă se efectuează în următoarea ordine:
Realizăm o diagramă schematică și toate elementele sale.
În circuit, curenții de contur sunt selectați și notați, astfel încât cel puțin un curent selectat de bucle trece prin orice ramură (excluzând ramurile cu surse de curent ideale). Contururile pot fi alese arbitrar, numai dacă numărul lor este egal cu (l-k + 1-m) și fiecare contur nou conține cel puțin o ramură care nu este inclusă în cele precedente.
Setați arbitrar direcția de curgere a curenților de buclă în fiecare dintre circuitele independente (în sensul acelor de ceasornic sau în sens contrar acelor de ceasornic). Denumim aceste curente. Pentru a număra curenții de buclă, se utilizează cifre arabe duble (sau cifre romane).
Am stabilit în mod arbitrar direcția curentului real al tuturor ramurilor și le desemnăm. Marcați curenții reali astfel încât să nu fie confundați cu curenții de contur. Numerele reale unice pot fi folosite pentru a numerota curenții reale de ramificație.
Conform celei de-a doua legi a lui Kirchhoff, în ceea ce privește curenții de buclă, compunem ecuații pentru toate contururile independente. Ecuațiile sunt în următoarea formă:
Rnn este suma aritmetică a rezistențelor tuturor ramurilor care intră în conturul n;
Rnm este suma aritmetică a rezistențelor care intră simultan în ambele contururi n și m. Întotdeauna Rnm = Rmn. Dacă direcțiile curenților de buclă din ramura comună pentru contururile n și m sunt aceleași, atunci Rnm este atribuit semnul "+", în caz contrar semnul "-".
Enn este suma algebrică a emf-ului în circuitul n;
Rn este rezistența totală a ramurii circuitului n, cu un circuit care conține sursa de curent Jn.
Rezolvăm prin orice metodă sistemul rezultat în raport cu curenții de contur și îi determinăm.
Trecem de la curenții de buclă la curenții reali, presupunând că curentul de ramură real este egal cu suma algebrică a curenților de buclă care curg de-a lungul ramurii date. În sumare algebrică fără a schimba semnul, se realizează un curent de contur, a cărui direcție coincide cu direcția acceptată a curentului ramificat. În caz contrar, curentul bucla este înmulțit cu minus unul.
Pentru o examinare mai intuitivă a etapelor de rezolvare a problemelor în acest fel, luați în considerare calculul unui circuit electric cu același circuit ca în secțiunea anterioară.
În mod preliminar în schemă, alegem (l-k + 1-m) = 6-4 + 1-0 = 3 circuite independente. Apoi, alegeți direcția pentru curenții și curenții de buclă ai ramurilor circuitului electric. Acum putem scrie un sistem de 3 ecuații liniare conform regulilor de mai sus. Ca necunoscute în acest sistem, valorile curenților de buclă vor acționa. Rezolvăm sistemul primit în orice mod convenabil. Cunoscând valorile curenților de buclă, este ușor de determinat valorile curente din fiecare ramură.
Dispozitivul și principiul funcționării dispozitivelor sistemului magnetoelectric. Proprietăți și aplicații.
Dispozitivul și principiul funcționării. Mecanismul de măsurare magnetoelectric (Fig. 1a) este proiectat ca un magnet permanent 1 prevăzut cu două piese polare între care miezul de oțel armat 3. întrefier inelar format de piesele polare, iar miezul este plasat un mobil bobina 5 rana pe rama de aluminiu 6 (Figura . 1b). Bobina este realizată dintr-un fir foarte subțire și este fixat pe o axă asociată cu arcurile elicoidale săgeata 4 sau fanioane. Prin aceste aceleași izvoare sau întinderi, curentul este furnizat bobinei.
Deoarece curentul trece prin bobină, forța electromagnetică este aplicată fiecăruia dintre conductorii săi. Acțiunea totală a tuturor forțelor electromagnetice creează un cuplu M, care tinde să rotească bobina și săgeata asociată a dispozitivului la un unghi. Deoarece inducția B a câmpului magnetic produs de magnetul permanent este neschimbată și nu depinde de curentul I, atunci
unde c1 - o valoare constantă, în funcție de parametrii de proiectare ai dispozitivului (numărul de rotații ale bobinei, dimensiunile acesteia, inducția B din spațiul de aer)
Fig. 1. Dispozitivul mecanismului de măsurare magnetoelectric
Rotirea porțiunii mobile a mecanismului de măsurare este împiedicată de cuplul de contracție Mp. create de arcuri spirala sau vergeturi. Acest moment este proporțional cu unghiul de răsucire, adică unghiul de rotație. o parte mobilă; în acest caz
unde c2 este o constantă în funcție de rigiditatea arcurilor elicoidale sau a eșantioanelor. Rotirea părții mobile a mecanismului de măsurare și a săgeții va continua până când cuplul M, creat de curentul I, va fi echilibrat de cuplul de contracție Mpr. În momentul echilibrului, M = Mpr. din care primim:
În consecință, unghiul de rotație al piesei mobile este proporțional cu curentul măsurat I. De aceea, instrumentele magnetoelectrice au o scară uniformă.
Valoarea constantă a k este numită sensibilitatea dispozitivului. se caracterizează prin unghiul de rotație al săgeții în grade sau în diviziuni de scală pe unitatea de schimbare a cantității măsurate.
Valoarea reciprocă a sensibilității, c = 1 / k este numită constanta instrumentului. sau prețul divizării. Dacă multiplicați contorul după scală cu rata de divizare a unității c, puteți determina valoarea cantității măsurate. Pentru a elimina oscilațiile sistemului de mișcare al dispozitivului atunci când săgețile se deplasează dintr-o poziție în alta, instrumentele de măsură electrice sunt alimentate cu amortizoare de aer sau magnetice.
Clapeta de aer (figura 2a) este realizată sub forma unei camere cilindrice în interiorul căreia aripa 1 se mișcă sub forma unui piston conectat la un sistem în mișcare. Atunci când se deplasează piesa în mișcare, are loc frânarea aripii care se deplasează în camera 2, iar vibrațiile părții mobile se diminuează rapid.
Amortizor de inducție magnetică (Fig. 2b) este sub forma unui magnet permanent fix 3, care se rotește la dispozitivul mobil al sistemului induce curenți turbionari în metale (aluminiu) sectoare 4 montat pe axa instrumentului.
Interacțiunea acestor curenți cu magnetul creează, conform regulii Lenz, o forță care întârzie sistemul de mișcare și asigură o amortizare rapidă a oscilațiilor săgeții. În dispozitivele magnetoelectrice, miezul de aluminiu 6 al bobinei joacă rolul unui amortizor (vezi figura 1b). Atunci când partea în mișcare a dispozitivului este rotită, fluxul magnetic care perforează bobina se modifică. Datorită acestui fapt, curenții turbionari sunt induse în cadru, interacțiunea dintre acestea și câmpul magnetic al magnetului creează un cuplu de frânare care asigură o liniște rapidă a părții în mișcare.
Pentru orice instrument de măsurare electrică furnizată precizia de măsurare necesară, este necesar ca deviația sistemului aparatului mobil determinat doar cuplul generat de bobina, iar forța arcului opus. Pentru a elimina influența gravitației, creând incertitudine în măsurătorile, unitatea de sistem mobil (Fig. 3) contragreutate echilibrată 5 (Fig. 3a) sunt tije cu greutăți în mișcare pe acestea. Pentru a reduce efectul dispozitivelor de fricțiune axă prevăzute cu duze din oțel foarte lustruite 1, confecționate dintr-un material cu rezistență ridicată la uzură (oțel călit, aliaj de tungsten-molibden și așa mai departe.). Terminalele 4 sunt rotite în lagăre axiale efectuate cu două inserții realizate din corindon, agat, rubin și m. P. Distanțele între vârfurile și alunecare șurub de blocare reglementate 3
Fig. 2. Aer (a) și inducție magnetică (b) amortizoare
Fig. 3. Dispozitivul părții mobile a instrumentului electric de măsurare
Instrumentele electrice de măsurare sunt furnizate, de obicei, cu un corector, un dispozitiv care permite poziționarea indicatorului în poziția zero. Correctorul constă dintr-un șurub 6 care iese din carcasă și un cablu 7, prin intermediul căruia este posibil să se deplaseze punctul de fixare al arcului elicoidal 8, creând o contra-forță pentru o anumită distanță. În majoritatea aparatelor electrice moderne, porțiunea mobilă 11 este suspendată pe două benzi metalice elastice 10, care servesc la alimentarea curentului către bobina dispozitivului și creează simultan un moment opus (figura 3b). Întinderea este atașată la două arcuri plate 9 și 12, situate în planuri reciproc perpendiculare.
De asemenea, sa discutat mai sus mecanism cu un exterior (în raport cu bobina), cu magneți permanenți în formă de U de măsurare, există magneți cu alte mecanisme de formă (cilindrice, prisme, precum și cu vnutriramochnym fixe și magneți mobili).
Aplicarea dispozitivului. Instrumentele sistemului magnetoelectric sunt utilizate pentru a măsura curentul și tensiunea în circuitele electrice ale curentului direct. În special, asupra ef. iar locomotivele le folosesc ca ampermetri și voltmetre. În ampermetre și voltmetre bobina dispozitivului are o rezistență diferită și este pornită în funcție de diferite scheme.
Pentru a reduce curentul care trece prin bobină și pentru a compensa efectul temperaturii asupra citirilor instrumentului în voltmetre, în serie cu bobina se adaugă un rezistor suplimentar, care este de obicei încorporat în corpul dispozitivului. Rezistența acestei rezistențe este mult mai mare decât rezistența bobinei și este realizată dintr-un material a cărui rezistență electrică depinde foarte puțin de temperatură (constantan, manganin etc.). În ampermetri, paralel cu bobina instrumentului, este adesea inclus un rezistor de probă, numit șunt.
Rezistența șuntului este mult mai mică decât rezistența bobinei dispozitivului, ca urmare a căror curent măsurat trece în principal prin șunt. Shunts și rezistențe suplimentare servesc la extinderea limitelor de măsurare a instrumentului.
Din principiul de funcționare al dispozitivului magnetoelectric implică faptul că direcția săgeții deformarea depinde de direcția curentului I, care curge prin bobina. Prin urmare, aceste dispozitive când trebuie respectate bucla DC polaritatea corectă, în care săgeata este deviate în direcția dorită. Pentru ca dispozitivele magnetoelectrice sunt improprii, deoarece valoarea medie a bobinei de putere de curent alternativ generat de un cuplu este zero, iar indicatorul instrumentului va fi la zero, fluctuații mici notabile.
Sistemul de instrumente magnetoelectric avantaj este o scară uniformă, de înaltă precizie și independența indicațiilor din afara câmpurilor magnetice. Dezavantajele includ neadaptat lor pentru măsurarea curentului alternativ, necesitatea când polaritatea și sensibilitatea la suprasarcini (supraîncărcare atunci când un fir bobina subțire și arcuri elicoidale, plumb curent la acesta, poate fi ars).
Lista literaturii utilizate
2. "Inginerie electrică" A.S. Kasatkin, M. Energia, 1973.
6. "Inginerie electrică generală", ed. AT Blajkina, L. Energia, 1979.
7. "Bazele electronicii industriale" ed. prof. VG Gerasimova, școala superioară M., 1978.
8. Inginerie electrică: manual pentru inginerie neelectrică. spec. universități. Ed. prof. VG Gerasimova, liceu, 1985.
9. Chilikin M.G. Sandler AS Curs general al conducerii electrice, M. Energoizdat, 1981.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: