Решение задачи о кубическом каркасе

March 19, 2015 by admin Комментировать »

Трудная задача составить из точечных элементов эквивалентную схему сложного явления пространственной электротехники. Всегда имеется множество решений одной и той же задачи.

Но зато, когда сетка сопротивлений задана, она однозначно может быть замещена одним эквивалентным сопротивлением.

Перед тем как перейти,к некоторым типичным схемам замещения, приведем решение задачи о кубическом каркасе. Он является симметричной конструкцией, и это сильно облегчает дело.

Из каждой вершины 0{ и 02 для тока имеется три пути и в силу симметрии токи в каждом из этих путей равны между собой. Между точкой Οχ и каждой из точек Аи А А3 имеется одна и та же разность напряжений. Если точки Aj, Л2, А3 соединить накоротко между собой, то в схеме ничего не изменится.

Точно так же можно соединить между собой и точки Ви В Вз. Поэтому можно заменить кубический каркас схемой, представленной на фиг. 1-27. Точки, соответствующие ребрам куба, помечены на этой схеме теми же буквами, что и на фиг. 1-25.

От Οχ до А имеется три параллельно включенных сопротивления по 1 ом каждое, и следовательно, полное сопротивление от Οχ до А будет 7з °м. Таково же будет

Фиг. 1-27. Эквивалентная схема кубического каркаса фиг. 1-25.

сопротивление от 02 до В. Между А и В включено параллельно шесть сопротивлений. Следовательно, между А и В — 7б ом.

Полное сопротивление кубического каркаса между точками Οι и 02 будет 5/б ом.

1-     2L Замечательное Т

Три соединенных в виде буквы Т сопротивления — могущественное электрическое обобщение. Эта эквивалентная схема отображает основные черты процесса передачи электромагнитной энергии в любом, решительно в любом электрическом (а пожалуй, и не только электрическом 1) устройстве.

Трансформатор, повышающий или понижающий напряжение, электродвигатель, который превращает электрическую энергию в механическую, многокилометровая воздушная или кабельная линия, электромагнитный луч между антеннами двух далеко одна от другой отстоящих радиостанций — все они могут быть отображены эквивалентной Т-образной схемой.

Это всеобщая эквивалентная схема. Для токов разной частоты в разных устройствах — разные и условия передачи энергии. В эквивалентной схеме это отображается разной величиной входящих в ее состав сопро [2] тивлений. Но структура этой схемы одна и та же для токов всех частот, всех сил и напряжений.

Эквивалентная схема позволяет выбрать наилучшие условия передачи энергии, согласовать канал передачи с данными производителя и потребителя электроэнергии.

Сопротивление, которое составляет ножку Т (фиг. 1-28)—это сопротивление связи. Его можно еще назвать «сопротивлением утечки». Плечи буквы Т — сопротивления первичной (передающей) цепи и вторичной (принимающей^ цепи. Для упрощения расчетов стремятся сделать симметричное Т — с равными плечами. Но плечи вообще могут быть и неравны.

Действие канала передачи зависит от соотношения его плеч и ножки в эквивалентной Т-схеме. Чем выше сопротивление связи, сопротивление утечки по сравнению с сопротивлениями первичного и вторичного контуров, тем с меньшими потерями происходит передача энергии. Если же, наоборот, сопротивление связи мало по сравнению с сопротивлениями плеч, то мал и к. п. д. передачи.

Три сопротивления, составляющих эквивалентную схему, могут быть разной природы. Все три могут быть чисто активными сопротивлениями, т. е. такими, в которых происходит только поглощение электрической энергии, а запасание и обратная отдача ее не имеют места.

Фиг. 1-28. Эквивалентная схема „слабоюиногоβ канала передачи электроэнергии.

Сопротивление связи меньше сопротивления потерь. Потери энергии при передаче больше, нежели полезная энергия, получаемая на приемном пункте.

Фиг. /-29. Схема замещения типичного .сильноточного* канала передачи электроэнергии. Сопротивление связи больше сопротивления потерь. Полезная мощность на приемном пункте больше, чем потери при передаче.

Такими схемами, составленными из трех чисто активных сопротивлений, замещают устройства постоянного тока (фиг. 1-29). Например, рельсовые цепи автоблокировки на постоянном токе (такая применяется в Советском Союзе на всех неэлектрифицированных железных дорогах), о которых уже была раньше речь.

Конденсаторы и катушки — это реактивные сопротивления. Правильнее было бы называть их не сопротивлениями, а складами электромагнитной энергии. В конденсаторах может накапливаться электрическая энергия, в катушках — магнитная. Существуют эквивалентные схемы из чисто реактивных сопротивлений. Так, например, изображают ячейки фильтров, о которых мы еще будем говорить подробнее.

Часто эквивалентная Т-схема составляется из комплексных сопротивлений, т. е. являющихся одновременно и активными, и реактивными. В плечах и ножке этой схемы происходит не только потребление энергии, но также и ее накопление и обратная отдача.

1-     22. П вместо Τ

Из трех сопротивлений можно составить не только Т-образную, но и П-образную схему замещения. Дело вкуса расчетчика, какую схему замещения выбрать. В П-образной схеме две утечки. Одна включается у генератора, другая у потребителя. Одно сопротивление включается последовательно в линию. Относительно П-образной схемы можно повторить все, что говорилось о Т-образной (фиг. 1-30).

Фиг. 1-30. Г1-обр<13ная схема замещения.

Для сильноточного канала эквивалентное П имеет малую перекладину и длинные ноги. Связисты-слаботочники, наоборот, мирятся и с таким П, у которого ноги короткие, а перекладина длинная.

Иногда идут на еще большее упрощение схемы замещения. Составляют ее всего из двух сопротивлений. У Т отрывают одно из плеч или у П одну из ножек. Получается Г-образная схема замещения.

Источник: Электричество работает Г.И.Бабат 1950-600M

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты