Электрические цепи постоянного тока. Приступая к изучению данного раздела, необходимо иметь представление о типах генерирующих устройств

Приступая к изучению данного раздела, необходимо иметь представление о типах генерирующих устройств, их внешних характеристиках и режимах работы, а также об основных видах приемных устройств и их условных обозначениях. Следует знать основные законы и понимать свойства линейных электрических цепей. Необходимо уметь анализировать электрическое состояние цепей с нелинейными резистивными элементами. В результате изучения данного раздела студенты должны:

1) знать области применения электротехнических устройств постоянного тока, способы соединения электрических устройств, методику составления уравнений электрического состояния линейных цепей, примеры нелинейных элементов и их вольт-амперные характеристики;

2) понимать эквивалентность схем источников ЭДС и источника тока, смысл вольт-амперных характеристик, приемных и внешних характеристик генерирующих устройств, сущность энергетических процессов, происходящих в генерирующих пассивных и активных приемных устройствах, возможность осуществления взаимных преобразований схем соединений пассивных элементов треугольником и звездой, возможность замены нелинейного элемента эквивалентной схемой замещения с линейными элементами, возможность проведения анализа линейных электрических цепей методами контурных токов, суперпозиции, пропорциональных величин;

3) уметь проводить анализ линейных электрических цепей методами свертывания, непосредственного применения законов Кирхгофа, узлового напряжения, составлять уравнения баланса электрической мощности, определять ток любой ветви сложной электрической цепи методом эквивалентного генератора, применять метод пересечения характеристик для определения тока в нелинейной цепи.

Приступая к расчету электрических цепей, необходимо иметь четкое представление о схемах соединения (последовательное, параллельное, смешанное) как приемников, так и источников электрической энергии. В ряде случаев приходится иметь дело и с более сложными соединениями, к которым относятся многоугольники и звезды. Наиболее часто встречаются соединения треугольником и трехлучевой звездой. При расчете электрических цепей обычно пользуются законами Ома и Кирхгофа. Электрические цепи разделяются на простые и сложные. К простым относятся цепи, состоящие только из последовательных, параллельных и смешанных соединений приемников электрической энергии. Если в электрической цепи, до того как произведен расчет, можно указать направление тока во всех ее участках, то она является простой. К сложным электрическим цепям относятся такие цепи, которые не удовлетворяют условиям простой цепи.

Расчет простых цепей проводится двумя методами: методом свертывания схемы (определение входного или эквивалентного сопротивления) и методом пропорциональных величин.

При расчете сложных цепей используют метод непосредственного применения законов Кирхгофа, методы контурных токов (ячеек), суперпозиции (наложения), узлового напряжения (если в схеме имеется два узла) и эквивалентного генератора (для нахождения тока в одной из ветвей схемы). В большинстве случаев при расчете электрических цепей известными (заданными) величинами являются электродвижущие силы (э.д.с.), напряжения и токи источников электрической энергии и сопротивления, неизвестными (рассчитываемыми) величинами являются токи и напряжения приемников.