Электротехника решение задач Расчет смешанной цепи Соединение фаз звездой Соединение фаз треугольником Активная мощность трехфазной системы Асинхронный электродвигатель Полупроводниковые диоды и стабилитроны

Основы расчета цепей постоянного и переменного тока. Курс лекций и примеры задач курсовой

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ В ПРОСТЕЙШЕЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Преобразование электрической энергии в тепловую. Электрическая мощность. При прохождении электрического I по участку цепи с сопротивлением r происходит преобразование в.

Количество электрической энергии W, преобразуемой в тепловую энергию за время t, определяется по закону Джоуля — Ленца:

W = I2rt (1.7)

Мощность Р представляет собой количество энергии, преобразуемой в единицу времени:

 (1.7а)

 (1.76)

Заменив в выражении (1.7а) произведение Ir напряжением U, получим формулу для мощности Р, характеризующей интенсивность процесса преобразования электрической энергии тепло или другие виды энергии:

P = UI (1.8)

Основными единицами измерений являются: для мощности — ватт (вт), а электрической энергии—ватт-секунда (вт-сек) или джоуль (дж). На практике чаще применяют укрупненные единицы измерении:

1 киловатт (кВт) = 1000 Вт,

1 киловатт-час (кВт>×ч) = 3,6×106.Ватт-сек (Дж).

Рассмотрим баланс мощностей в простейшей цепи (см. рис. 1.3). Для этого умножим все члены уравнения (1 .3а) на I.

EI = I2rг + I2rл I2rн (1.9)

Произведение EI представляет собой полную электрическую мощность Рэ, развиваемую источником. Часть этой мощности >DРr = I2 r теряется в самом источнике в виде тепла. Разность Рэ - DРг представляет собой мощность, отдаваемую источником во внешнюю цепь. В проводах линии также теряется в виде тепла часть мощности DРл = I2 rл Остальная мощность Pнагр = I2rн = Uнагр I потребляется нагрузкой. Баланс мощностей рассмотренной цепи можно наглядно иллюстрировать энергетической диаграммой (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Энергетическая

диаграмма простейшей цепи

постоянного тока

Потери мощности в источниках питания современных электроэнергетических установок относительно невелики. Мощные электрические генераторы имеют высокий к.п.д., достигающий значения 0,95 и выше.

При передаче потребителям одной и той же мощности Рнагр = Uнагр I ток, протекающий по линии, будет тем меньше, чем выше напряжение установки. Потеря в как известно, пропорциональна квадрату тока. В связи с этим повышение напряжения, например 10 раз, приводит к снижению потери линии передачи 100 следовательно, повышению ее экономичности. Этим объясняется использование все более высоких напряжений электроэнергетических установках.


Мощность, выделяемая в цепи переменного тока электротехника решение задач