Каково соотношение генерируемых и потребляемых мощностей

Теорема об эквивалентном источнике тока (теорема Нортона)

Любой линейный, активный двухполюсник можно заменить эквивалентным источником тока, заданный ток которого равен току короткого замыкания между зажимами двухполюсника и внутренним сопротивлением, которое равно входному сопротивлению пассивного двухполюсника.

Режим короткого замыкания (цепи или генератора) означает работу в ненагруженном режиме, когда выходное напряжение равно нулю, а выходные зажимы закорочены.

Значит, по теореме Нортона, эквивалентны две схемы (рисунок 4.9 ).

Рисунок 4.10 Графическое пояснение теоремы Нортона

По условиям согласно с принципа эквивалентности .

Пример 4.3. Для схемы (рисунок 4.7) определим ток , пользуясь теоремой Нортона.

После применения теоремы Нортона получаем следующую схему

Рисунок 4.11 Схема соединения сопротивлений после преобразовании по теореме Нортона

ток короткого замыкания равен:

Входное сопротивление пассивного двухполюсника найдено выше, в примере 4.2.

1. По схеме (рисунок 4.12),

Рисунок 4.12 Схема соединения сопротивлений после преобразований

Алгебраическая сумма мощностей, которые вырабатывают все источники энергии в цепи, равны арифметической сумме мощностей, выделенных на сопротивлениях схемы.

Уравнение баланса мощностей можно представить в таком виде:

(4.1)

где – количество источников Э.Д.С., источников тока и резисторов.

Знак направления источника зависит от направления тока через источник Э.Д.С. или напряжения на зажимах источника тока.

Рисунок 4.13 Обозначение знака направления источников ЭДС и тока

4.6.2 Условие согласования источника с нагрузкой по мощности.

Условие согласования обеспечивает максимальную мощность , которая потребляется в нагрузке.

Рассмотрим линейный двухполюсник. Заменим его по теореме Тевенена эквивалентным источником напряжения (рисунок 4.6). Выясним, при каком значении сопротивления нагрузки мощность , которая в нем теряется, будет максимальной:

чтобы найти экстремум, решим уравнение:

поскольку знаменатель является дополнительной величиной и не может быть равным нулю, приравняем к нулю числитель. Тогда:

(4.2)

формула (4.2) отвечает требованию согласования. При этом максимальная мощность равна:

.

При этом мощность, которая вырабатывается источником, будет такой:

где – ток нагрузки в режиме согласования.

4.6.2 Понятие коэффициента полезного действия (КПД).

КПД – это отношение полезной мощности к мощности источника

Если значение КПД будет таким:

При условии , зависимости КПД и мощностей от тока в нагрузке изображены на рисунке 4.14, а зависимость – на рисунке 4.15

Рисунок 4.14 зависимость КПД и мощностей от тока в нагрузке

Рисунок 4.15 Зависимость мощности от сопротивления нагрузки

Для закрепления полученных знаний при изучении подразделов 4.1, 4.2, 4.3 и 4.4 дайте письменные ответы на контрольные вопросы, приведенные ниже.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8811 — | 7169 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Баланс мощностей является следствием закона сохранения энергии — суммарная мощность вырабатываемая (генерируемая) источниками электрической энергии равна сумме мощностей потребляемой в цепи.

Источники E1 и E2 вырабатывают электрическую энергию, т.к. направление ЭДС и тока в ветвях с источниками совпадают (если ЭДС и ток в ветвях направлены в противоположную сторону, то источник ЭДС потребляет энергию и его записывают со знаком минус). Баланс мощностей для заданной цепи запишется так:

С учетом погрешности расчетов баланс мощностей получился.

Похожие статьи:

7 thoughts on “Баланс мощностей в цепи постоянного тока”

Блин все ошибки найдут, в условии должно быть Е1 = 20, Е2 = 30.
P.S. Сейчас исправлю, спасибо за внимательность

Какова допустимая погрешность?? У меня выходит 0,561

По идее баланс мощности должен равняться нулю, но так как мы округляем некоторые значения при расчете — возникает погрешность, которая может составлять примерно 0,1 — 5% от потребляемой мощности.

Про знаки ЭДС сказано про знаки мощностей приёмников — нет.

Особенность электроэнергетических систем состоит в практически мгновенной передаче энергии от источников к потребителям и невозможности накапливания вырабо­- танной электроэнергии в заметных количествах. Эти свой­- ства определяют одновременность процесса выработки и по- требления электроэнергии.

В каждый момент времени в установившемся режиме системы ее электрические станции должны вырабатывать мощность, равную мощности потребителей, и покрывать по- тери в сети — должен соблюдаться баланс вырабатываемой и потребляемой мощностей:

, (4.1)

где — генерируемая активная мощность станции (за вычетом мощности, расходуемой на собственные нужды); — суммарное потребление активной мощности; — суммарная активная мощность нагрузки потребителей; — суммарные потери активной мощности.

При неизменном составе нагрузок системы потребляе­- мая ими мощность связана с частотой переменного тока. При нарушении исходного баланса частота принимает но­- вое значение. Снижение генерируемой активной мощности приводит к уменьшению частоты, ее возрастание обуслов- ливает рост частоты. Иными словами, при частота растет. Это станет понятным, если представить систему, состоящую из одного генератора и двигателя, вращающихся с одинаковой час­- тотой. Как только мощность генератора начнет убывать, частота понизится. Справедливо и обратное. Аналогично и в электрической системе, например при > турби- ны начинают разгоняться и вращаться быстрее, f растет.

Причинами нарушения баланса мощности могут быть: а) аварийное отключение генератора; б) неожиданный (не­- плановый, не предусмотренный расчетами) рост потребле­- ния мощности, например увеличение потребления мощно­- сти электронагревателями в результате сильного снижения температуры: в) аварийное отключение линий или транс­- форматоров связи.

Для пояснения последней причины рассмотрим систему из двух частей, соединенных линией связи. При связанной работе обеих частей соблюдается баланс мощности:

+=+.

Однако в первой части системы генерация больше по­- требления: >, а во второй, наоборот, Стр 1 из 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Оцените статью
Добавить комментарий