Всем доброго времени суток. В прошлой статье я рассматривал типы соединений приемников энергии в электрических цепях, а так же законы Кирхгофа, которые определяют основные соотношения токов и напряжений в этих цепях. Но кроме знания основных законов электротехники необходимо уметь рассчитывать неизвестные параметры электрических цепей по заданным известным параметрам. Так, например, по известным напряжениям, ЭДС и сопротивлениям необходимо знать какую мощность будет потреблять тот или иной приемник энергии, а так же вся цепь в целом. Этим мы и займёмся в данной статье.
Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.
Электрические цепи
Электрическая цепь – это совокупность устройств, по которым течет электрический ток.
Рассмотрим самую простую электрическую цепь. Из чего она состоит? В ней есть генератор – источник тока, приемник (например, лампочка или электродвигатель), а также система передачи (провода). Чтобы цепь стала именно цепью, а не набором проводов и батареек, ее элементы должны быть соединены между собой проводниками. Ток может течь только по замкнутой цепи. Дадим еще одно определение:
Электрическая цепь – это соединенные между собой источник тока, линии передачи и приемник.
Конечно, источник, приемник и провода – самый простой вариант для элементарной электрической цепи. В реальности в разные цепи входит еще множество элементов и вспомогательного оборудования: резисторы, конденсаторы, рубильники, амперметры, вольтметры, выключатели, контактные соединения, трансформаторы и прочее.
Электрическая цепь
Кстати, о том, что такое трансформатор, читайте в отдельном материале нашего блога.
По какому фундаментальному признаку можно разделить все цепи электрического тока? По тому же, что и ток! Есть цепи постоянного тока, а есть – переменного. В цепи постоянного тока он не меняет своего направления, полярность источника постоянна. Переменный же ток периодически изменяется во времени как по направлению, так и по величине.
Сейчас переменный ток используется повсеместно. О том, что для этого сделал Никола Тесла, читайте в нашей статье.
Последовательное подключение
Для удобства при изображении разветвлённой электрической цепи все сопротивления чертят в виде прямоугольников, которые являются резисторами. У любого такого элемента можно выделить два вывода. Один является началом, а другой — концом. С учетом сказанного можно сформулировать определение для последовательного соединения проводников: подключение, при котором конец предыдущего элемента соединён с началом последующего, называют последовательным.
Любой проводник обладает электрическим сопротивлением. Целью преобразования является замена чередующейся последовательности одним резистором. При этом по своим электрическим свойствам он должен не отличаться от всей цепочки. Простыми словами это можно пояснить так: если взять два чёрных ящика, у которых есть по паре выводов, причём один будет содержать всю электроцепь, а другой быть её эквивалентом, то определить, в каком из них находится схема, а где эквивалент, будет невозможно.
При последовательном соединении происходят следующие явления. Пусть имеется прямая цепочка, содержащая n резисторов: R1 + R2 + … +Rn. Сила тока — это величина, которая равняется заряду, протекающему за единицу времени. Можно представить, что в первом резисторе значение электротока будет больше, чем во втором. В результате возникнет «пробка», и скорость движения зарядов замедлится.
В точке соединения элементов произойдёт накопление электронов, что приведёт в ней к росту напряжения. Соответственно, сила тока на первом резисторе будет уменьшаться, а на втором, наоборот, увеличиваться. Это приведёт к выравниванию количества проходящих через резисторы зарядов, поэтому сила тока практически за мгновение во всей последовательной цепи станет одинаковой.
Напряжение — это работа, выполняемая по переносу заряда. По закону сохранения энергии общее её значение равняется их сумме на различных этапах. Общую разность потенциалов можно будет определить, сложив напряжения на каждом элементе. Такой вид подключения описывается следующими выражениями:
- I = I 1 = I 2 = … = In;
- U = U1 + U2 + … +Un.
Эти равенства являются фундаментальными для нахождения параметров при повторении резисторов в цепи. Используя закон Ома, можно найти, чему будет равняться сопротивление цепи. Формула для его нахождения будет выглядеть так: Rпос = R 1 + R 2 +… + Rn.
Элементы электрических цепей
Все элементы электрических цепей можно разделить на активные и пассивные. Активные элементы цепи – это те элементы, которые индуцируют ЭДС. К ним относятся источники тока, аккумуляторы, электродвигатели. Пассивные элементы – соединительные провода и электроприемники.
Приемники и источники тока, с точки зрения топологии цепей, являются двухполюсными элементами (двухполюсниками). Для их работы необходимо два полюса, через которые они передают или принимают электрическую энергию. Устройства, по которым ток идет от источника к приемнику, являются четырехполюсниками. Чтобы передать энергию от одного двухполюсника к другому им необходимо минимум 4 контакта, соответственно для приема и передачи.
Резисторы – элементы электрической цепи, которые обладают сопротивлением. Вообще, все элементы реальных цепей, вплоть до самого маленького соединительного провода, имеют сопротивление. Однако в большинстве случаев этим можно пренебречь и при расчете считать элементы электрической цепи идеальными.
Существуют условные обозначения для изображения элементов цепи на схемах.
Кстати, подробнее про силу тока, напряжение, сопротивление и закон Ома для элементов электрической цепи читайте в отдельной статье.
Вольт-амперная характеристика – фундаментальная характеристика элементов цепи. Это зависимость напряжения на зажимах элемента от тока, который проходит через него. Если вольт-амперная характеристика представляет собой прямую линию, то говорят, что элемент линейный. Цепь, состоящая из линейных элементов – линейная электрическая цепь. Нелинейная электрическая цепь – такая цепь, сопротивление участков которой зависит от значений и направления токов.
Какие есть способы соединения элементов электрической цепи? Какой бы сложной ни была схема, элементы в ней соединены либо последовательно, либо параллельно.
При решении задач и анализе схем используют следующие понятия:
- Ветвь – такой участок цепи, вдоль которого течет один и тот же ток;
- Узел – соединение ветвей цепи;
- Контур – последовательность ветвей, которая образует замкнутый путь. При этом один из узлов является как началом, так и концом пути, а другие узлы встречаются в контуре только один раз.
Чтобы понять, что есть что, взглянем на рисунок:
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
Общая схема расчета планового уровня себестоимости добычи нефти и газа имеет следующий вид [c.54]
В табл. 2.14 приводится схема расчета рейтинговой оценки для предприятия. [c.66]
Примером может служить электротехническая промышленность [5]. Однако во многих отраслях, в том числе и в нефтепереработке, интегральный показатель уровня качества пока не занял подобающего места среди методических инструментов управления качеством. Основная причина — познавательная. Она связана с трудностями синтеза показателя интегральной полезности продукции из частных её зависимостей от отдельных свойств. Принципиальная схема расчета интегрального показателя уровня качества определена более 30 лет назад [1]. Она устанавливается формулой (4.7). [c.88]
В табл. 91 приведена схема расчета плановой и фактической прибыли в УБР. Абсолютный размер прибыли в буровой организации зависит в основном от объема буровых работ и уровня их себестоимости по сравнению с планом. [c.177]
Схема расчета платы за производственные фонды по нефтедобывающему объединению приведена в табл. 109. [c.205]
При формировании удельных капитальных вложений по воспроизводственной структуре применяется следующая схема расчетов. По нефтедобывающим районам, имеющим прирост добычи нефти, капитальные вложения распределяются пропорционально объемам новой мощности по добыче нефти, обеспечивающей прирост добычи в районе и восполнение падения ее по старому фонду скважин. Капитальные вложения по управлениям и организациям Министерства нефтяной промышленности и по Министерству геологии СССР распределены пропорционально объемам новой мощности, направляемым на прирост и поддержание действующих мощностей в целом по отрасли. [c.131]
При выборе уровня агрегирования основных фондов определяющим является характер предстоящих расчетов и возможности их информационного обеспечения. В этой связи схема расчетов, где предметом планирования является отдельно взятые производственные единицы (ЛЧ, КС и др.), представляется наиболее приемлемой. Обусловлено это, в основном, укрупненными расчетами показателей ввода основных фондов транспорта газа на среднесрочную перспективу. Цель таких расчетов — подготовить необходимый материал для принятия принципиальных решений на предплановой и предпроектной стадии (в рамках разработки основных направлений развития подотрасли). [c.36]
Здесь приведена простейшая схема расчета плана добычи нефти. Следует иметь в виду, что в промысловой практике работа эта сложнее. В частности, при расчете плана добычи нефти из новых скважин обычно намечают к разбуриванию скважино-точки на нескольких площадях с различными показателями эффективности. [c.149]
В этой программе модель реализована в виде, близком к математической модели, описанной в прошлом параграфе. Знак означает умножение, а через условно обозначено возведение в степень. Прежде всего в глаза бросается тот факт, что операторы стоят в произвольном порядке, а не так, как им следовало бы стоять, исходя из блок-схемы расчета. Это большое преимущество языка динамо при трансляции программы на внутренний язык машины перестановка операторов в нужном порядке совершается автоматически. Это очень удобно, так как позволяет менять одни соотношения на другие и вводить новые переменные без больших усилий со стороны исследователя. [c.264]
Есть еще одна проблема, связанная с поглощением постоянных затрат. Она заключается в возникновении аномальных по отношению к объему выпуска и продажи продукции значений отчетной прибыли. Кратко проиллюстрируем это. Маржинальное калькулирование устраняет проблемы трактовки поведения постоянных затрат как переменных, поскольку на калькуляционные единицы относятся только переменные, в то время как все постоянные затраты списываются как расходы отчетного периода. Ниже приведена схема расчетов себестоимости единицы продукции двумя методами калькулирования [c.203]
Схема расчета ожидаемого значения (ЕУ) может быть выражена математической формулой [c.400]
СХЕМА РАСЧЕТОВ ПО ДОКУМЕНТАРНОМУ АККРЕДИТИВУ [c.219]
СХЕМА РАСЧЕТОВ ПО ДОКУМЕНТАРНОМУ ИНКАССО [c.223]
Представляется, что схема расчетов через ценные пакеты имеет несколько плюсов по сравнению с предлагаемыми безналичными схемами расчетов. Она удобна при проведении расчетов среди участников обменных цепочек и гарантирует конфиденциальность. [c.215]
| Рис. 19.1. Схема расчетов платежными поручениями при предварительной оплате товарно-материальных ценностей |
| Рис. 19.2. Схема расчетов чеками при оплате товарно-материальных ценностей с предварительным депонированием денежных средств |
| Рис. 19.4. Схема расчетов платежными требованиями-поручениями при последующей оплате товарно-материальных ценностей |
Применяя агрегатную форму индекса и соблюдая установленную вычислительную процедуру, можно решить классическую аналитическую задачу определение влияния на объем произведенной или реализованной продукции фактора количества и фактора цен. Схема расчета при этом будет такой [c.53]
Схема расчетов платежными поручениями приведена на рис. 17.2. Платежное поручение действительно в течение 10 дней, начиная со дня, следующего за днем выписки. В отдельных случаях используются безотзывные поручения, действующие в течение неопределенного времени. [c.429]
| Рис. 17.2. Схема расчетов платежными поручениями |
Ряс. 17.3. Схема расчетов с использованием покрытого аккредитива [c.433]
| Рис. 17.4. Схема расчетов с использованием гарантированного аккредитива |
Общая схема расчетов депонированными чеками приведена на рис. 17.5. [c.436]
| Рис. 17.5. Схема расчетов с использованием депонированной чековой книжки |
| Рис. 17.6. Схема расчетов с использованием платежных требований-поручений, подлежащих акцепту плательщика |
| Рис. 17.7. Схема расчетов с использованием безакцептных платежных требований или инкассовых поручений |
Общая схема расчетов инкассовыми поручениями и платежными требованиями без акцепта приведена на рис. 17.7. [c.442]
Схема расчетов платежными поручениями приведена на рис. 7.2. [c.209]
| Рис. 7.2. Схема расчета платежными поручениями |
| Рис. 7.7. Схема расчетов с использованием безакцептных платежных |
Расчеты платежными поручениями являются широко распространенной формой расчетов по товарным и нетоварным операциям. Как правило, ими оформляются предварительная оплата товаров и услуг. В таком случае составляется платежное поручение на сумму предварительного взноса, а после выполнения условий договора вносится остаток суммы сделки. Допустимая сумма предварительной оплаты не должна превышать 50% суммы договора, в этом случае сохраняется паритет сторон. При требовании поставщика внести 100% суммы в виде аванса нарушаются права покупателя, который изымает из своего оборота денежные средства и по сути кредитует поставщика. Такая форма расчетов целесообразна лишь при условии предоставления покупателю значительных скидок. Схема расчетов платежными поручениями представлена на рис. 14.1. [c.341]
| Рис. 14.1. Схема расчетов платежными поручениями. |
Рентабельность отдельного предприятия в значительной мере подвергается внешним воздействиям. В условиях сверхинфляции, по-видимому, к некоторым предприятиям целесообразно предъявлять менее жесткие требования (особенно это должно относиться к предприятиям производственной сферы). В табл. 2.15 приведена схема расчета синтетического показателя на основе формулы Альтмана. [c.70]
Различные схемы расчетов амортизации для условий НГДУ «Уфанефть» показали, что наиболее выгодным является дегрессивно-равномерный метод. [c.15]
На ее основе строится блок-схема расчета, приведенная на рис. 36. В этой блок-схеме проводятся те же операции, что и в математической модели в прошлом параграфе, только они расположены в упорядоченном виде. Через Т обозначено количество лет в промежутке времени, который изучается в имитационном эксперименте. Обозначение NO используется вместо N0. Обратим внимание читателя, что при подсчете величины А используется функция б (А, V), не описанная пока в блок-схеме. Таким образом, необходимо отдельно построить блок-схему подсчета функции 6 (A,V). Если эта зависимость задается графически, то построение функции ft (A,V) с помощью языка алгол — довольно трудоемкая (хотя и не очень сложная) задача. Мы не будем заниматься этим вопросом, а сразу перейдем к программе для имитационных расчетов, реализованной на языке алгол. В этой программе используется процедура-функция delta (A, V) текст этой процедуры мы приводить не будем. Программа имеет следующий вид. [c.259]
| Рис. 19.3. Схема расчетов посредством аккредитивов при предварительной otiiiame товарно-материа.гьных ценностей |
В рыночной экономике придается большое значение сравнениям прибыли с доходообразующими факторами и базами ее формирования. Международная практика выработала разновариантные схемы расчета рентабельности (доходности)1. [c.73]
Платежные требования-поручения представляют собой требование поставщика к покупателю оплатить на основании приложенных документов (счета-фактуры, накладных, товарно-тран-спортных накладных и др.) стоимость товаров и услуг. Непременным условием этой формы платежа является согласие плательщика на списание денежных средств с его счета. Такое согласие называется акцептом. Акцепт оформляется подписями руководителя и главного бухгалтера и скрепляется печатью. Отказ от акцепта платежного требования-поручения заявляется в течение трех рабочих дней, не считая дня поступления его в банк плательщика. Отказ должен быть обоснован и подтвержден ссылками на условия договора. Безакцептно могут списываться лишь требования, разрешенные в законодательном порядке. Схема расчетов платежными требованиями-поручениями представлена на рис. 14.2. [c.342]
Классификация электрических цепей
По назначению электрические цепи бывают:
- Силовые электрические цепи;
- Электрические цепи управления;
- Электрические цепи измерения;
Силовые цепи предназначены для передачи и распределения электрической энергии. Именно силовые цепи ведут ток к потребителю.
Также цепи разделяют по силе тока в них. Например, если ток в цепи превышает 5 ампер, то цепь силовая. Когда вы щелкаете чайник, включенный в розетку, Вы замыкаете силовую электрическую цепь.
Электрические цепи управления не являются силовыми и предназначены для приведения в действие или изменения параметров работы электрических устройств и оборудования. Пример цепи управления – аппаратура контроля, управления и сигнализации.
Электрические цепи измерения предназначены для фиксации изменений параметров работы электрического оборудования.
Пример 2
Общий ток цепи, содержащей два соединенных параллельно резистора R1=70 Ом и R2=90 Ом, равен 500 мА. Определить токи в каждом из резисторов.
Два последовательно соединенных резистора ничто иное, как делитель тока. Определить токи, протекающие через каждый резистор можно с помощью формулы делителя, при этом напряжение в цепи нам не нужно знать, потребуется лишь общий ток и сопротивления резисторов.
Токи в резисторах
В данном случае удобно проверить задачу с помощью первого закона Кирхгофа, согласно которому сумма токов сходящихся, в узле равна нулю.
Если у вас возникли затруднения, прочтите статью законы Кирхгофа.
Если вы не помните формулу делителя тока, то можно решить задачу другим способом. Для этого необходимо найти напряжение в цепи, которое будет общим для обоих резисторов, так как соединение параллельное. Для того чтобы его найти, нужно сначала рассчитать сопротивление цепи
А затем напряжение
Зная напряжения, найдем токи, протекающие через резисторы
Как видите, токи получились теми же.
Расчет электрических цепей
Рассчитать цепь – значит найти все токи в ней. Существуют разные методы расчета электрических цепей: законы Кирхгофа, метод контурных токов, метод узловых потенциалов и другие. Рассмотрим применение метода контурных токов на примере конкретной цепи.
Сначала выделим контуры и обозначим ток в них. Направление тока можно выбирать произвольно. В нашем случае – по часовой стрелке. Затем для каждого контура составим уравнения по 2 закону Кирхгофа. Уравнения составляются так: Ток контура умножается на сопротивление контура, к полученному выражению добавляются произведения тока других контуров и общих сопротивлений этих контуров. Для нашей схемы:
Полученная система решается с подставкой исходных данных задачи. Токи в ветвях исходной цепи находим как алгебраическую сумму контурных токов
Какую бы цепь Вам ни понадобилось рассчитать, наши специалисты всегда помогут справится с заданиями. Мы найдем все токи по правилу Кирхгофа и решим любой пример на переходные процессы в электрических цепях. Получайте удовольствие от учебы вместе с нами!
Преобразование звезды в эквивалентный треугольник
В расчетах также возникает необходимость замены звезды эквивалентным треугольником. На рис. 4-10 показан, например, случай, когда такая замена позволяет
преобразовать сложную электрическую схему в одноконтурную.
При переходе от звезды к треугольнику заданными являются сопротивления звезды Выражения для искомых сопротивлений треугольника находятся в результате совместного решения трех уравнений (4-1).
Деление третьего уравнения на первое, а затем на второе дает:
Выражая отсюда и подставляя их в первое уравнение (4-1), получим:
откуда
Аналогично круговой заменой индексов получим:
И
Отедовательно, комплексное сопротивление стороны треугольника равно сумме комплексных сопротивлений прилегающих лучей звезды и произведения их, деленного на сопротивление третьего луча.
Токи в лучах звезды легко выражаются через токи в сторонах треугольника. С учетом положительных направлений на рис. 4-9 имеем:
