Условные обозначения в электрических схемах

Выполняются в соответствии с действующими обозначениями ЕСКД и ГОСТ 2.710.81.

· Род тока и напряжения.

- ток постоянный +-полярность положительная

- ток переменный − - полярность отрицательная

· Размеры условных графических обозначений:

- заземление - корпус машины,

прибора, аппарата

· Обозначения общего применения.

- пересечение проводов без электрической связи

- пересечение проводов с электрической связью

· Устройства коммутационные и контактные соединения.

- контакт замыкающий - контакт

размыкающий

- контакт соединительный

- рубильник 3–полюсный с предохранителями (плавкая

вставка – калиброванная проволока)

· Предохранители.

- предохранитель плавкий

· Резисторы, конденсаторы.

- резистор нерегулируемый (постоянный)

(активное сопротивление)

- конденсатор электролитический поляризованный

· Катушки индуктивности, трансформаторы,

автотрансформаторы.

- катушка индуктивности (индуктивное сопротивление),

дроссель без сердечника

- электромагнитная катушка с ферромагнитным сердечником в

параллельной цепи

- − // − в последовательной цепи

- трансформатор - − // −

понижающий повышающий

- автотрансформатор

· Приборы полупроводниковые.

- диод - транзистор

· Источники света.

- лампа накаливания (осветительная)

· Машины электрические.

- двигатель постоянного тока независимого

возбуждения

- − // − − // − последовательного

возбуждения

- − // − − // − параллельного

возбуждения

- − // − − // − смешанного

возбуждения

- трёхфазный асинхронный двигатель переменного

тока с короткозамкнутым ротором

- − // − − // −

с фазным ротором синхронный

электродвигатель

Раздел 1. Метод эквивалентных преобразований

Неразветвлённая электрическая цепь характеризуется тем, что на всех её участках протекает один и тот же ток, а разветвлённая содержит одну или несколько узловых точек, при этом на участках цепи протекают разные токи.

При расчётах неразветвлённых и разветвлённых линейных электрических цепей постоянного тока могут быть использованы различные методы, выбор которых зависит от вида электрической цепи.

При расчётах сложных электрических цепей во многих случаях целесообразно производить их упрощение путём свертывания, заменяя отдельные участки цепи с последовательным, параллельным и смешанным соединениями сопротивлений одним эквивалентным сопротивлением с помощью метода эквивалентных преобразований электрических цепей.

Рис. 1.1 Рис.1.2

Электрическая цепь с последовательным соединением сопротивлений

(рис. 1.1) заменяется при этом цепью с одним эквивалентным сопротивлением R_эк (рис. 1.2), равным сумме всех сопротивлений цепи:

n – число параллельных ветвей цепи. Эквивалентное сопротивление участка цепи, состоящего из одинаковых параллельно соединённых сопротивлений, При параллельном соединении двух сопротивлений R₁ иR₂ эквивалентное coпротивление

а токи распределяются обратно пропорционально их сопротивлениям, при этом U = R₁ I₁ = R₂ I₂ = R₃ I₃ =…= R_n I_n.

При смешанном соединении сопротивлений (рис. 1.4), т. е. при наличии участков электрической цепи с последовательным и параллельным

соединением сопротивлений, эквивалентное сопротивление (рис. 1.2) цепи

определяется в соответствии с выражением:

Литература. ГОСТ Р 52002 – 2003; [2] с. 15 – 18, 22 − 26;

[3] с. 14 – 17; [4] с. 18 – 23, 25 – 29.

Пример решения

Рис. 1.5

Определитьобщее эквивалентное сопротивление R_эк и распределение токов в электрической цепи постоянного тока (рис. 1.5). Сопротивления резисторов R₁=R₂=1 Oм; R₃=6 Oм; R₅=R₆=1 Oм; R₄=R₇=6 Oм; R₈=10 Oм; R₉=5 Oм; R₁₀=10 Oм. Напряжение питающей сети U=120 В.

Решение. Сопротивление участка цепи между узлами 1 и 4:

Сопротивление участка между узлами 1' и 3 цепи:

Сопротивление участка между узлами 1'' и 2 цепи:

Эквивалентное сопротивление всей электрической цепи:

Ток в неразветвлённой электрической части цепи:

Напряжение между узлами 1 и 2 цепи в соответствии со II законом Кирхгофа:

Напряжение между узлами 1^′ и 3 цепи:

По I закону Кирхгофа ток в ветви резистора R₃:

Токи в ветвях резисторов R₅ , R₆:

Напряжение между узлами 1 и 4 цепи:

Токи в ветвях резисторов

Проверка:

По I закону Кирхгофа для узла 1'':

24 A = 12 + 8 +2,4 + 1,6 = 24 A, т. е. 24 А = 24 А – тождество.

Составим уравнение баланса мощностей:

Значит, задача решена верно.

Контрольное задание

Задача № 1

Определить эквивалентное сопротивление R_эк электрической цепи по­стоянного тока (рис. 1.6 с. 14) и распределение токов по ветвям. Вариант электрической цепи (включая её участок 1— 2, рис. 1.6, б - з, ограниченный на схеме рис. 1.6, а пунктиром), положение выключателей B₁ и В₂ в схемах, величины сопротивлений резисторов R₁ − R₁₂ и питающего напряжения U для каждого из вариантов задания представлены в таблице 1.1 (с. 15).

Примечание. Для расширения числа вариантов задания в вариантах 31—60

сопротивления резисторов: R₆ = ∞, R₁₂ = 0. Сделать проверку решения, используя I закон Кирхгофа и уравнение баланса мощностей.

Задача №2

Для электрической цепи постоянного тока (рис. 1.7 с. 16) определить общий ток I, токи I₁, I₂, I₃, I₄ в ветвях резисторов и ток I₂₃ в перемычке 2 – 3 цепи при разомкнутом и замкнутом выключателе В, а также напряжение U₂₃ между узлами 2 и 3 при разомкнутом выключателе. Напряжение U, подводимое к электрической цепи, сопротивления резисторов R₁ – R₇, положение выключателя В и участок электрической цепи между узлами 1 и 2 цепи, показанный на рис. 1.7 пунктиром для соответствующего варианта рис. 1.7 б – е, приведены в таблице 1.2(с. 17).

Примечание. В вариантах 31 – 60 сопротивление резистора R₂=0. Сделать проверку решения, используя I закон Кирхгофа и уравнение баланса мощностей.

Рис. 1.6

Таблица 1.1

Рис. 1.7

Таблица 1.2

Раздел 2. Линейные однофазные синусоидальные электрические