Как найти напряжение при холостом ходе - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Метод эквивалентного генератора (метод холостого хода и короткого замыкания)

На практике часто бывает необходимо изучить режим работы только одной из ветвей сложной электрической схемы, при этом не следует производить расчет всей схемы, а целесообразно воспользоваться методом эквивалентного генератора. Согласно этому методу в схеме выделяется исследуемая ветвь и расчет производится в следующем порядке:

1) произвольно выбираем направление тока в исследуемой ветви;

2) определяем напряжение холостого хода U_хх на зажимах разомкнутой исследуемой ветви;

3) находим входное (эквивалентное) сопротивление схемы со стороны зажимов разомкнутой ветви R_э’ если известен ток короткого замыкания I_к.э., то ;

4) находим ток в исследуемой ветви:

где: R – сопротивление ветви, в которой определяется ток;

Е – э.д.с. в исследуемой ветви, если ветвь не содержит э.д.с, то Е = 0.

Знаки «плюс» или «минус» в последнем выражении выбираются в соответствии с законом Ома для участка цепи, содержащего э.д.с.

Рассмотрим применение метода эквивалентного генератора на примере схемы рис. 1.29, допустим Е₂ = Е₃ = Е₄ = 20 В, Е₅ = 50 В, R₁ = R₂ = R₃ = R₄ = 2 Ом; R₅ = 3 Ом, требуется определить ток в ветви bс.

Рис. 1.29. Схема трехконтурной электрической цепи с четырьмя источниками э. д. с.

Указываем направление тока в ветви bс и определяем напряжение холостого хода U_bcxx на зажимах ветви bс. Схема в этом случае имеет вид, показанный на рис. 1.30.

Для нахождения U_bcxx вначале находим ток I₁ и напряжение U_ac по методу двух узлов:

Рис. 1.30. Схема для определения напряжения холостого хода U_bcxx по методу эквивалентного генератора

Напряжение U_bcxx определяется по второму закону Кирхгофа, обходя контур bасb:

Определяем эквивалентное сопротивление относительно зажимов bc, схема в этом случае имеет вид, показанный на рис. 1.31:

Рис. 1.31. Схема для определения эквивалентного сопротивления

относительно зажимов bс no методу эквивалентного генератора

Находим ток в исследуемой ветви bс :

А,

т.е. ток I_bc в схеме имеет направление, противоположное выбранному.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Найти напряжение холостого хода.

Напряжение холостого хода
снова я со свей схемой. теперь мне нужно рассчитать ток в ветви с сопротивлением R3 методом.

Сопротивление (Z2x) холостого хода и (Z2k) замыкания
Пожалуйста помогите найти Z2k и Z2x. Схема прикреплена.

Найти напряжение холостого хода
Помогите найти напряжение холостого хода

Напряжение холостого хода
Доброго времени суток всем! В данной схеме мне необходимо для дальнейших расчетов найти Uxx.

Спасибо, paskal!
Только один нюанс, под напряжением холостого хода наверно понималась разомкнутая ветвь ab.

Добавлено через 15 минут
Могли бы вы мне пояснить одну вещь?
Говорит ли наличие источников ЭДС в схеме о наличии в ней тока?
Ток часто сравнивают с водой. и. ЭДС в моём понимании, это как разность уровней рельефа, ландшафта (водопад). Предположим у нас эти «водопады» есть, а воды то нет. Нашёл в учебнике про эту замену и.ЭДС с последовательно включенным сопротивление на источник тока с параллельным включенным сопротивлением. Но как понять эту замену? Чисто из формул, я понял как она появилась. Может просто предполагается что в схеме уже есть какой то ток? Или даже ещё логичнее, что источник ЭДС как раз таки создаёт какое то эл. поле, которое как раз таки движет электроны в проводах, и оттуда появляется ток.

Вот такая каша у меня в голове, буду благодарен за помощь!

Источник

Что такое холостой ход трансформаторов, формулы и схемы

Трансформатор электрического тока является устройством преобразования энергии. Ток холостого хода трансформатора характеризует потери при отсутствии подключенной нагрузки. Величина данного параметра зависит от нескольких факторов:

Конструктивного исполнения.
Материала сердечника.
Качества намотки.

При изготовлении преобразователей стремятся к максимально возможному снижению потерь холостого хода с целью повышения КПД, снижения нагрева, а также уменьшения паразитного поля магнитного рассеивания.

Общая конструкция и принцип работы трансформатора

Конструктивно трансформатор состоит из следующих основных частей:

Замкнутый сердечник из ферромагнитного материала.
Обмотки.

Обмотки могут быть намотаны на жестком каркасе или иметь бескаркасное исполнение. В качестве сердечников трансформаторов напряжения промышленной частоты используется специальным образом обработанная сталь. В некоторых случаях встречаются устройства без сердечника, но они используются только в области высокочастотной схемотехники и в рамках данной темы рассматриваться не будут.

Принцип действия рассматриваемой конструкции заключается в следующем:

При подключении первичной обмотки к источнику переменного напряжения она формирует переменное электромагнитное поле.
Под воздействием данного поля в сердечнике формируется магнитное поля.
Магнитное поле сердечника, в силу электромагнитной индукции, создает во всех обмотках ЭДС индукции.

ЭДС индукции создается, в том числе, в первичной обмотке. Ее направление противоположно подключенному напряжению, поэтому они взаимно компенсируются и ток через обмотку при отсутствии нагрузки равен нулю. Соответственно, потребляемая мощность при отсутствии нагрузки равна нулю.

Понятие холостого хода

Приведенные выше рассуждения справедливы для идеального трансформатора. Реальные конструкции обладают следующими потерями (недостатками) на:

намагничивание сердечника;
магнитное поле рассеивания сердечника;
электромагнитное рассеивание обмотки;
междувитковую емкость проводов обмотки.

В результате, в реальных конструкциях трансформатора наводимая ЭДС индукции отличается от номинального напряжения первичной обмотки и не в состоянии его полностью скомпенсировать. В обмотке возникает некоторый ток холостого хода. При подключении нагрузки данное значение суммируется с номинальным током и характеризует общие потери в электрической цепи.

Потери снижают общий КПД трансформатора, в результате чего растет потребление мощности.

Меры по снижению тока холостого хода

Основным источником возникновения тока холостого хода является конструкция магнитопровода. В ферромагнитном материале, помещенном в переменное электрическое поле, наводятся вихревые токи электромагнитной индукции – токи Фуко, которые нагревают материал сердечника.

Для снижения вихревых потерь материал сердечника изготавливают из тонких пластин, отделенных друг от друга изолирующим слоем, которую выполняет оксидная пленка на поверхности. Сам материал производится по специальной технологии, с целью улучшения магнитных свойств (увеличения значения магнитного насыщения, магнитной проницаемости, снижения потерь на гистерезис).

Обратная сторона использования большого количества пластин состоит в том, что в местах стыков происходит разрыв магнитного потока, в результате чего возникает поле рассеивания. Поэтому для наборных сердечников важна тщательная подгонка отдельных пластин друг к другу. В ленточных разрезных магнитопроводах отдельные части подгоняются друг к другу при помощи шлифовки, поэтому при сборке конструкции нельзя менять местами части сердечника.

От указанных недостатков свободны О-образные магнитопроводы. Магнитное поле рассеивания у них стремится к нулю.

Поле рассеивания обмотки и междувитковую емкость снижают путем изменения конструкции обмоток и пространственного размещения их частей относительно друг друга.

Снижение потерь также достигается при возможно более полном заполнении свободного окна сердечника. При этом масса и габариты устройства стремятся к оптимальным показателям.

Как проводится опыт холостого хода

Опыт холостого хода подразумевает подачу напряжения на первичную обмотку при отсутствии нагрузки. При помощи подключенных измерительных приборов измеряются электрические параметры конструкции.

Для проведения опыта холостого хода первичную обмотку включают в сеть последовательно с прибором для измерения тока- амперметром. Параллельно зажимам подключается вольтметр.

Следует иметь в виду, что предел измерения вольтметра должен соответствовать подаваемому напряжению, а при выборе амперметра нужно учитывать ориентировочные значения измеряемой величины, которые зависят от мощности трансформатора.

Коэффициент трансформации

Наиболее просто определяется коэффициент трансформации. Для этого сравнивается входное и выходное напряжение. Расчет производится по следующей формуле:

Данное отношение справедливо для всех обмоток трансформатора.

Однофазные трансформаторы

В однофазных трансформаторах показания амперметра характеризуют потребляемый ток при отсутствии нагрузки. Данные показания являются конечными и нет необходимости в дальнейших вычислениях.

Трехфазные

Чтобы проверить трехфазный трансформатор, требуется усложнение схемы подключения. Необходимо наличие следующих приборов:

амперметры для измерения тока в каждой фазе;
вольтметры для измерения междуфазных напряжений первичной обмотки;
вольтметры для измерения междуфазных напряжений вторичной обмотки.

При проведении опыта холостого хода производятся следующие вычисления:

рассчитывается среднее значение тока по показаниям амперметра;
среднее значение напряжения первичной и вторичной обмоток.

Коэффициент трансформации вычисляется по полученным значениям напряжения аналогично однофазной системе.

Измерение тока

При измерении тока можно определить только величину электрических потерь. Более полно определить параметры конструкции позволяет более сложная схема измерений.

Применение ваттметра

Подключив в первичную цепь ваттметр, можно определить мощность потерь трансформатора в режиме холостого хода. Суммируясь с мощностью нагрузки, найденная величина определяет габаритную мощность трансформатора.

Измерение потерь

При измерениях тока холостого хода и мощности потребления, можно сделать выводы о общих потерях холостого хода, которые приводят к следующему:

Нагрев проводов обмоток.
Нагрев сердечника.
Снижение КПД.
Появление магнитного поля рассеивания.

Схема замещения в режиме трансформатора

Прямой электрический расчет трансформатора сложен по той причине, что он представляет собой две электрических цепи, связанных между собой магнитной цепью.

Для упрощения расчетов удобнее пользоваться упрощенной эквивалентной схемой. В схеме замещения вместо обмоток используются комплексные сопротивления:

для первичной обмотки комплексное сопротивление включается последовательно в цепь;
для вторичной обмотки параллельно нагрузке.

Каждое комплексное сопротивление состоит из последовательно соединенного активного сопротивления и индуктивности.

Активное сопротивление – это сопротивление проводов обмотки.

От чего зависит магнитный поток взаимоиндукции в режиме ХХ

Магнитный поток взаимоиндукции в трансформаторе зависит от способа размещения обмоток на сердечнике и их конструктивного исполнения.

Важную роль играет коэффициент заполнения окна магнитопровода, который показывает отношение общего пространства, к месту, занятому обмоткой.

Чем ближе данный коэффициент к единице, тем выше будет взаимоиндукция обмоток и меньше потери в трансформаторе.

Примеры расчетов и измерений в режиме ХХ

Измеряя ток, напряжение и мощность трансформатора в опыте холостого хода, можно рассчитать следующие дополнительные данные:

активное сопротивление первичной цепи r₁=P_хх/U 2 ;
полное сопротивление первичной цепи z₁=U/I_хх;
индуктивное сопротивлении е x₁=√(z 2 -r 2 ).

Найти ток холостого хода без применения амперметра можно по показаниям вольтметра и ваттметра:

Источник

Режим холостого хода трансформатора

Одно из наиболее используемых электротехнических устройств – трансформатор. Данное оборудование используется для изменения величины электрического напряжения. Рассмотрим особенности режима холостого хода трансформатора, с учётом правил определения характеристик для различных видов устройств.

Трансформатор состоит из первичной и вторичной обмоток, расположенных на сердечнике. При подаче напряжения на входную катушку, образуется магнитное поле, индуцирующее ток на выходной обмотке. Разница характеристик достигается, благодаря различному количеству витков в катушках входа и выхода.

Принцип работы трансформатора

Что такое режим холостого хода

Под режимом холостого хода понимают состояние устройства, при котором во время подачи переменного электротока на входную катушку выходная находится в разомкнутом состоянии. Данная ситуация характерна для агрегата, подключённого к электросети, при условии, что нагрузку к выходному контуру ещё не включили.

Режим короткого замыкания

В процессе эксперимента можно найти:

электроток холостого хода (замеряется амперметром) – обычно его значение невелико, не больше 0,1 от номинального показателя тока первой обмотки;
мощность, теряемую в магнитопроводе прибора(или другими словами потери в стали);
показатель трансформации напряжения – примерно равен значению в первичной цепи, деленному на таковое для вторичной (оба значения – данные вольтметров);
по результатам замеров силы тока, мощности и напряжения первичной электроцепи можно высчитать коэффициент мощности: мощность делят на произведение двух других величин.

Как проводится опыт холостого хода

При проведении опыта холостого хода появляется возможность определить следующие характеристики агрегата:

коэффициент трансформации;
мощность потерь в стали;
параметры намагничивающей ветви в замещающей схеме.

Для опыта на устройство подаётся номинальная нагрузка.

При проведении опыта холостого хода и расчёте характеристик на основе данной методики необходимо учитывать разновидность устройства.

В данном состоянии трансформатор обладает нулевой полезной мощностью по причине отсутствия на выходной катушке электротока. Поданная нагрузка преобразуется в потери тепла на входной катушке I02×r1 и магнитные потери сердечника Pm. По причине незначительности значения потерь тепла на входе, их в большинстве случае в расчёт не принимают. Поэтому общее значение потерь при холостом ходе определяется магнитной составляющей.

Далее приведены особенности расчёта характеристик для различных видов трансформаторов.

Для однофазного трансформатора

Опыт холостого хода для однофазного трансформатора проводится с подключением:

вольтметров на первичной и вторичной катушках;
ваттметра на первичной обмотке;
амперметра на входе.

Приборы подключаются по следующей схеме:

Для определения электротока холостого хода Iо используют показания амперметра. Его сравнивают со значением электротока по номинальным характеристикам с использованием следующей формулы, получая итог в процентах:

Iо% = I0×100/I10.

Чтобы определить коэффициент трансформации k, определяют величину номинального напряжения U1н по показаниям вольтметра V1, подключённого на входе. Затем по вольтметру V2 на выходе снимают значение номинального напряжения U2О.

Коэффициент рассчитывается по формуле:

K = w1/w2 = U1н/ U2О.

Величина потерь составляет сумму из электрической и магнитной составляющих:

P0 = I02×r1 + I02×r0.

Но, если пренебречь электрическими потерями, первую часть суммы можно из формулы исключить. Однако незначительная величина электрических потерь характерна только для оборудования небольшой мощности. Поэтому при расчёте характеристик мощных агрегатов данную часть формулы следует учитывать.

Потери холостого хода для трансформаторов мощностью 30-2500 кВА

Для трёхфазного трансформатора

Трёхфазные агрегаты испытываются по аналогичной схеме. Но напряжение подаётся отдельно по каждой фазе, с соответствующей установкой вольтметров. Их потребуется 6 единиц. Можно провести опыт с одним прибором, подключая его в необходимые точки поочерёдно.

При номинальном напряжении электротока обмотки более 6 кВ, для испытания подаётся 380 В. Высоковольтный режим для проведения опыта не позволит добиться необходимой точности для определения показателей. Кроме точности, низковольтный режим позволяет обеспечить безопасность.

Применяется следующая схема:

Работа аппарата в режиме холостого хода определяется его магнитной системой. Если речь идёт о типе прибора, сходного с однофазным трансформатором или бронестержневой системе, замыкание третьей гармонической составляющей по каждой из фаз будет происходить отдельно, с набором величины до 20 процентов активного магнитного потока.

В результате возникает дополнительная ЭДС с достаточно высоким показателем – до 60 процентов от главной. Создаётся опасность повреждения изолирующего слоя покрытия с вероятностью выхода из строя аппарата.

Предпочтительнее использовать трехстержневую систему, когда одна из составляющих будет проходить не по сердечнику, с замыканием по воздуху или другой среде (к примеру, масляной), с низкой магнитной проницаемостью. В такой ситуации не произойдёт развитие большой дополнительной ЭДС, приводящей к серьёзным искажениям.

Для сварочного трансформатора

Для сварочных трансформаторов холостой ход – один из режимов их постоянного использования в работе. В процессе выполнения сварки при рабочем режиме происходит замыкание второй обмотки между электродом и металлом детали. В результате расплавляются кромки и образуется неразъёмное соединение.

После окончания работы электроцепь разрывается, и агрегат переходит в режим холостого хода. Если вторичная цепь разомкнута, величина напряжения в ней соответствует значению ЭДС. Эта составляющая силового потока отделяется от главного и замыкается по воздушной среде.

Чтобы избежать опасности для человека при нахождении аппарата на холостом ходу, значение напряжения не должно превышать 46 В. Учитывая, что у отдельных моделей значение данных характеристик превышает указанное, достигая 70 В, сварочный агрегат выполняют со встроенным ограничителем характеристик для режима холостого хода.

Блокировка срабатывает за время, не превышающее 1 секунду с момента прерывания рабочего режима. Дополнительная защитная мера – устройство заземления корпуса сварочного агрегата.

Видео: измерение тока холостого хода

Меры по снижению тока холостого хода

Ток при нахождении трансформатора в режиме холостого хода возникает, благодаря конструктивным особенностям сердечника. Для ферромагнитного материала, попавшего в электрическое поле переменного тока, характерно наведение вихревых индуктивных токов Фуко, вызывающих нагревание данного элемента.

Чтобы снизить вихревые токи, сердечник изготавливают не в виде цельной детали, а набирают из пакета пластин небольшой толщины. Между собой пластины изолируются. Дополнительная мера – изменение свойств самого материала, позволяющее увеличить порог магнитного насыщения.

Чтобы не допустить разрыва магнитного потока с возникновением поля рассеивания, пластины тщательно подгоняют в процессе набора. Отдельные элементы шлифуют, с получением гладкой, идеально прилегающей поверхности.

Также потери снижаются за счёт более полного заполнения окна магнитопровода. Это позволяет обеспечить оптимальные показатели массы и габаритов агрегата.

Холостой ход трансформатора – режим, при котором можно рассчитать важные характеристики. Это проводится для оборудования, находящегося в эксплуатации и на стадии проектирования.

Источник

Научная статья на тему: “Холостое
напряжение”

В этой электротехнической статье мы рассмотрим
напряжение холостого хода. Вы узнаете, что такое напряжение холостого хода и
как его рассчитать.Какое напряжение холостого
хода?

Напряжение холостого
хода — это электрическое напряжение, измеренное на выводах ненагруженного
источника напряжения. Другими словами: напряжение холостого хода — это
напряжение на выходной стороне источника напряжения, когда нет подключенного
потребителя (например, лампы). Нет электрического тока. Это означает, что на
внутреннем сопротивлении источника напряжения не падает напряжение.

На практике для
измерения напряжения холостого хода источника используется измерительный
прибор. Этот измерительный прибор должен иметь значительно более высокое
внутреннее сопротивление, чем источник. Это единственный способ обеспечить
пренебрежимо малую нагрузку на источник напряжения от измерительного прибора.

Рассчитать напряжение холостого хода

В этом разделе
рассматривается расчет напряжения холостого хода. Сначала взгляните на
следующий рисунок, который поясняется ниже и к которому относится наша
информация о формулах.

Объяснение:

Слева вы можете увидеть
напряжение холостого хода или напряжение источника U ₀ . Источник
имеет внутреннее сопротивление, из R _I упоминается. Теперь подключим
вольтметр с высоким сопротивлением к клеммам A и B, чтобы определить напряжение
холостого хода U ₀ . Сам вольтметр имеет внутреннее сопротивление,
которое мы обозначаем как R _AB . Поскольку измерительный прибор
имеет очень высокое внутреннее сопротивление, U _O и U _AB
практически одинаковы.

Формулы:

Для только что
объясненных обозначений вы найдете следующие формулы для расчета напряжений,
токов и сопротивлений. Для расчета напряжения холостого хода U ₀
может потребоваться несколько формул . Кроме того, мы также предоставляем
формулу для расчета тока короткого замыкания I _K , который при
необходимости также можно преобразовать в R _I ( что такое короткое замыкание?
).

Пример:

Мы хотим рассчитать
напряжение холостого хода U ₀ . Внутреннее сопротивление
измерительного прибора должно быть очень высоким 50 · 10 ⁶ Ом
(обоснование ниже расчета). Напряжение на зажимах U _AB равно 10 В.
Источник напряжения имеет внутреннее сопротивление 50 Ом.

Как видите, U ₀
и U _AB почти одинакового размера. Это применимо, когда устройство
измерения напряжения имеет очень высокое сопротивление. Если вы теперь измерили
U _AB , вы также знаете U ₀ .

Источник

Этот
метод обычно применяется в тех случаях,
когда требуется найти ток в какой-то
одной ветви при различных значениях
сопротивления этой ветви и неизменных
остальных параметрах цепи.

Пусть
в схеме на рис. 6.1, а нам
необходимо найти ток I₁.
Тогда всю цепь относительно зажимов
первой ветви (узлов b и c)
мы представляем как активный двухполюсник
(рис. 6.1, б),
который, в свою очередь, заменяем
эквивалентным генератором (рис. 6.1, в).

ЭДС
эквивалентного генератора E_э равна
напряжению холостого хода U_хна
разомкнутых зажимах двухполюсника
(рис. 6.2, а):  ,
а его внутреннее сопротивление в
соответствии со схемой рис.
6.3,а определяется
по формуле

, (6.1)

где –
ток короткого замыкания двухполюсника.

Рис.
6.1. Замена части электрической цепи
эквивалентным генератором

Рис.
6.2. Холостой ход активного двухполюсника

После
определения иинтересующий
нас ток находится из схемы рис. 6.1,в по
формуле

. (6.2)

Заменяя
активный двухполюсник эквивалентным
генератором, ЭДС последнего мы можем
направлять произвольно – например, на
рис. 6.1, в ее
можно направить и вниз (при этом следует
поменять и знак перед вформуле
(6.2)). Но в схемах на рис. 6.2, в и
6.3, в этот
произвол исключен.

Рис.
6.3. Короткое замыкание двухполюсника

  Если
на рис. 6.1, в мы
направили  вверх,
от c к b,
то в режиме холостого хода точка b имеет
положительный потенциал, а c –
отрицательный (рис. 6.2, а).
Поэтому стрелка  в
схемах рис. 6.2 направляется от b к c (от
плюса к минусу). Точно так же, от b к c,
т. е. в сторону действия ЭДС ,
должен быть направлен и ток  (рис.
6.3).

Итак,
для того чтобы найти параметры
эквивалентного генератора, необходимо
рассмотреть два режима – холостого
хода и короткого замыкания.

Рассчитать
эти режимы можно любым методом. По
заданию требуется применить здесь метод
наложения.

6.1. Расчет режима холостого хода

В
соответствии с принципом наложения
(суперпозиции) напряжение холостого
хода может быть найдено как сумма
напряжений от действия каждой ЭДС в
отдельности:

где  –
напряжение холостого хода, создаваемое
ЭДС  (рис.
6.4, а);     –
напряжение

холостого
хода от действия ЭДС (рис.
6.4, б).

Знаки
в правой части последнего уравнения
определяются взаимными направлениями
стрелок ,и(рис.
6.2. и 6.4).
Как следует направлять ,
мы только что выяснили.
Напряженияирекомендуется
направлять в ту же сторону, хотя это
необязательно. Если мы решили
направитьив
разные стороны, тобудет
равно их разности.

Токи
от действия каждой ЭДС в отдельности,
называемые частичными токами, на схемах
рис. 6.4, а и
6.4, б направляются
уже не произвольно, а в соответствии с
действующей в цепи единственной ЭДС –
по её стрелке.

Для
облегчения понимания структуры цепи
рекомендуется представить ее в более
удобном виде. Схему рис. 6.4, а,
например, можно изобразить так, как
показано на рис. 6.5.

Рис.
6.4. Схемы для расчета напряжения холостого
хода

Рис.
6.5. Упрощенная схема

Порядок
расчета схемы рис. 6.5 следующий.

Определяем
общее сопротивление цепи относительно
зажимов источника:

Находим
ток, протекающий по ветви с ЭДС:

Рассчитываем
напряжение на
зажимах параллельно соединенных ветвей:

И
наконец, находим токи в параллельных
ветвях:

; .

Последние
два тока можно рассчитать, и не находя
напряжения .

Рассмотрим
часть электрической цепи, состоящей из
двух параллельно соединенных сопротивлений
(рис.6.6).

Требуется
по известному току найти
токи и .
Сначала определяем напряжение на
участке ab:

Затем
по закону Ома находим токи:

; .

Полученные
формулы дают следующее простое правило.

Ток
в одной из параллельных ветвей равен
произведению общего тока и сопротивления
соседней ветви, деленному на сумму
сопротивлений параллельных ветвей.

Рис.6.6.
Определение токов в параллельных ветвях

В
соответствии с этим правилом для схемы
рис. 6.5 имеем:

; .

Напряжение находим
по схеме рис. 6.4,а из
уравнения, составленного по второму
закону Кирхгофа для контура, включающего
в себя это напряжение. Например, контур,
отмеченный дугообразной пунктирной
стрелкой 1, состоит из двух ветвей (шестой
и пятой) и стрелки .
ЭДС в этом контуре нет, поэтому в
соответствии со вторым законом Кирхгофа

Отсюда

Можно
воспользоваться и контуром 2. Для него

откуда

Схема
рис. 6.4, б рассчитывается
аналогично:

; ;

;

или .

Если
в результате расчета ЭДС окажется
отрицательной, то во все формулы ее
значение следует подставлять со знаком
минус, не меняя, конечно, самих формул
и схем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник

Очевидно, что
образовавшаяся петля – это замкнутый контур, который не оказывает влияния на
токораспределение между точками a и b, и его можно вовсе удалить из схемы (Рис. 14.4).

Рис. 14.4

Вышеприведенные
рассуждения позволяют сделать следующий вывод: любое сопротивление в любой
ветви схемы можно заменить эквивалентной ЭДС, численно равной падению напряжения
на этом сопротивлении и направленной навстречу току.

Очевидно, что
эту теорему можно сформулировать и следующим образом: любое сопротивление в
любой ветви схемы можно заменить эквивалентным источником тока. Ток источника
численно равен току через сопротивление и направлен в ту же сторону.

15. МЕТОД
ЭКВИВАЛЕНТНОГО ГЕНЕРАТОРА

Рассмотрим
произвольную электрическую цепь, представив ее в виде активного двухполюсника и
ветви (Рис. 15.1).

Рис. 15.1

Как и в
предыдущей задаче, мы можем включить в ветвь две равных и противоположно направленных
ЭДС. Это не изменит токораспределения в схеме (Рис. 15.2).

Рис. 15.2

Воспользовавшись
методом наложения, разобьем получившуюся цепь на две: в одной из них оставим
лишь одну ЭДС E_э (при этом
двухполюсник станет пассивным), в другой оставим все остальные источники (Рис. 15.3).

Рис. 15.3

Реальный ток
ветви есть сумма двух составляющих:

. (15.1)

По закону Ома
можно определить ток :

. (15.2)

Так как ЭДС E_э можно выбрать произвольно, выберем ее так,
чтобы дробь (15.2) обращалась в нуль.

При
. (15.3)

Соотношение
(15.3) означает, что активный двухполюсник на Рис. 15.3 работает в
режиме холостого хода, то есть ветвь с сопротивлением R
разомкнута или вообще удалена из схемы (Рис. 15.4). Напряжение называют напряжением холостого хода.

Рис. 15.4

Любой
пассивный двухполюсник всегда можно свернуть в одно эквивалентное сопротивление.
Тогда исходная схема принимает вид (Рис. 15.5):

Рис. 15.5

Ток в ветви
определяется по закону Ома:

, (15.4)

где E_э
– ЭДС эквивалентного генератора;

R_э
– сопротивление эквивалентного генератора;

R
– сопротивление ветви с искомым током.

Как видно из
предыдущих рассуждений ЭДС эквивалентного генератора численно равна напряжению
в разрыве ветви с искомым током и направлена в сторону тока. Сопротивление эквивалентного
генератора – это сопротивление цепи, из которой удалены все источники энергии,
свернутой относительно ветви с искомым током.

ЭДС и сопротивление
эквивалентного генератора можно определить как экспериментально, так и
аналитически.

Алгоритм экспериментального
определения параметров эквивалентного генератора

Разрывают ветвь с искомым
током. Этот режим называется режимом холостого хода. Измеряют напряжение в
разрыве. Оно направлено в ту же сторону, что и искомый ток и численно
равно ЭДС эквивалентного генератора.
Закорачивают ветвь с искомым
током. Этот режим называется режимом короткого замыкания. Измеряют ток в
закоротке. Этот ток называется током короткого замыкания.
Сопротивление эквивалентного
генератора равно отношению напряжения холостого хода к току короткого
замыкания:

Алгоритм
аналитического расчета цепи методом эквивалентного генератора

Ветвь с искомым током удаляется
из схемы и заменяется двумя зажимами. Исходная цепь значительно
упрощается. В дальнейшем ни в коем случае нельзя терять зажимы сворачиваемой
схемы.
Любым известным методом
определяется напряжение между зажимами U_хх.
Оно направлено в ту же сторону, что и искомый ток. ЭДС эквивалентного
генератора равна этому напряжению.
Вся цепь делается пассивной, то
есть источники удаляются и заменяются своими внутренними сопротивлениями.
Получившаяся пассивная цепь сворачивается в одно сопротивление R_э относительно зажимов.
Искомый ток определяется по
закону Ома:

Метод
эквивалентного генератора наиболее эффективен, когда требуется определить ток в
одной ветви с переменным сопротивлением.

Пример 15.1

Определить ток
I₃ методом эквивалентного генератора
(Рис. 15.6).

Рис. 15.6

Формируем
схему режима холостого хода. Ветвь с искомым током удаляем из схемы. Заменяем
ее двумя зажимами. Между зажимами обозначаем напряжение холостого хода. Оно направлено
в ту же сторону, что и искомый ток (Рис. 15.7).

Рис. 15.7

По второму
закону Кирхгофа для левого контура

По закону Ома
находим ток:

После чего
можно найти напряжение холостого хода:

ЭДС
эквивалентного генератора равна напряжению холостого хода:

Определяем
сопротивление эквивалентного генератора относительно зажимов (Рис. 15.8):

Рис. 15.8

Находим ток I₃:

16. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

Синусоидальный
ток представляет собой ток, изменяющийся во времени по синусоидальному закону (Рис. 16.1):

. (16.1)

Рис. 16.1

Максимальное
значение функции называют амплитудой. Амплитуду тока обозначают I_m.

Период Т
— это время, за которое совершается одно полное колебание.

Частота равна
числу колебаний в одну секунду (единица частоты – герц (Гц) или с^-1):

Угловая
частота (единица угловой частоты – рад/с или с^-1):

Аргумент
синуса, то есть , называют
фазой, слагаемое –
начальной фазой.

Любая
синусоидально изменяющаяся функция определяется тремя величинами: амплитудой,
угловой частотой и начальной фазой.

Значение
функции (16.1) в любой произвольный момент времени называют мгновенным
значением.

Источник

Enter the full load voltage (volts) and the load regulation (%) into the calculator to determine the No Load Voltage.

All Electrical Calculators
Voltage Regulation Calculator
Line to Line Voltage Calculator
Voltage Imbalance Calculator

No Load Voltage Formula

The following formula is used to calculate the No Load Voltage.

Where Vn is the No Load Voltage (volts)
Vf is the full load voltage (volts)
LR is the load regulation (%)

To calculate the no-load voltage, multiply the full-load voltage by the load regulation, then add the full-load voltage to this result.

How to Calculate No Load Voltage?

The following two example problems outline how to calculate the No Load Voltage.

Example Problem #1:

First, determine the full load voltage (volts). In this example, the full load voltage (volts) is measured to be 400.
Next, determine the load regulation (%). For this problem, the load regulation (%) is calculated to be 15.
Finally, calculate the No Load Voltage using the formula above:

Vn = Vf + (Vf*LR/100)

Inserting the values from above and solving the equation with the imputed values gives:

Vn = 400 + (400*15/100) = 460 (volts)

Example Problem #2:

Using the same process as example problem 1, we first define the variables outlined by the formula. In this case, the values are:

full load voltage (volts) = 300

load regulation (%) = 16

Entering these values into the formula above gives :

Vn = 300+ (300*16/100) = 348 (volts)

Источник