Studiul Circuitelor Electrice în Regim Tranzitoriu, Permanent și Deformant

Domeniu: Electrotehnică

Conține 1 fișier: doc

Pagini : 98 în total

Cuvinte : 13801

Mărime: 6.01MB (arhivat)

Publicat de: Octav Groza

Puncte necesare: 9

Descarcă acum

Cuprins Extras Bibliografie Preview

Cuprins

CAPITOLUL 1. – INTRODUCERE 4
CAPITOLUL 2. – CIRCUITE ELECTRICE DE CURENT
ALTERNATIV ÎN REGIM SINUSOIDAL 6
2.1. – MĂRIMI ALTERNATIVE SINUSOIDALE 6
2.2. – REPREZENTAREA SIMBOLICĂ A MĂRIMILOR
SINUSOIDALE 8
2.2.1. – REPREZENTAREA POLARĂ 8
2.2.2. – REPREZENTAREA ÎN COMPLEX A
MĂRIMILOR SINUSOIDALE 9
2.3. – CIRCUITE ELECTRICE NERAMIFICATE CU
REZISTOR, INDUCTANŢĂ ŞI CONDENSATOR 10
2.3.1. – CIRCUIT CU REZISTENŢĂ 10
2.3.2. – CIRCUIT CU INDUCTANŢĂ 12
2.3.3. – CIRCUIT CU CONDENSATOR 14
2.3.4. – CIRCUIT CU REZISTOR, INDUCTANŢĂ ŞI
CONDENSATOR LEGATE ÎN SERIE 15
2.4. – CIRCUITE ELECTRICE RAMIFICATE CU
REZISTOR, CONDENSATOR ŞI INDUCTANŢĂ 19
2.4.1. – CIRCUIT CU R, L ŞI C LEGATE ÎN PARALEL 19
2.4.2. – CIRCUIT RAMIFICAT CU R, L, C LEGATE
MIXT 23
2.5. – PUTEREA ELECTRICĂ ACTIVĂ, REACTIVĂ ŞI
APARENTĂ 27
2.6. – LEGEA LUI OHM ŞI TEOREMELE LUI
KIRCHHOFF ÎN FORMĂ COMPLEXĂ 28
2.7. – TRANSFERUL MAXIM DE PUTERE ÎN CIRCUITE
DE CURENT ALTERNATIV MONOFAZATE 30
2.8. – REZONANŢA ELECTRICĂ. FEROREZONANŢA.
FACTORUL DE PUTERE 31
2.8.1. – REZONANŢA ÎN CIRCUITE SERIE 31
2.8.2. – REZONANŢA ÎN CIRCUITE PARALELE 36
CAPITOLUL 3. – CIRCUITE ELECTRICE MONOFAZATE
ÎN REGIM TRANZITORIU 41
3.1. – CIRCUITE CU REZISTOR ŞI INDUCTANŢĂ 41
3.1.1. – CIRCUITUL R, L SERIE CARE SE CUPLEAZĂ
LA O SURSĂ DE CURENT CONTINUU CU
TENSIUNEA ELECTROMOTOARE U = CONSTANT
LA MOMENTUL t = 0 42
3.1.2. – SCURTCIRCUITAREA UNUI CIRCUIT R, L SERIE
CARE A FUNCŢIONAT ÎN REGIM STAŢIONAR
CU TENSIUNEA U LA BORNE 44
3.1.3. – CIRCUIT R, L SERIE CARE SE CUPLEAZĂ LA O
SURSĂ DE TENSIUNE ALTERNATIVĂ
45
3.2. – CIRCUITE CU REZISTOR ŞI CONDENSATOR 46
3.2.1. – CIRCUIT R, C SERIE CUPLAT LA O SURSĂ DE
CURENT CONTINUU, CU TENSIUNEA
U = CONSTANTĂ 47
3.2.2. – CIRCUIT R, C SERIE ALIMENTAT DE LA O SURSĂ
SINUSOIDALĂ CU TENSIUNEA
48
3.3. – CIRCUITE CU REZISTOR, INDUCTANŢĂ ŞI
CONDENSATOR ÎN SERIE 51
3.3.1. – CIRCUIT R, L, C SERIE ALIMENTAT DE LA O
SURSĂ DE TENSIUNE CONTINUĂ 53
3.3.2. – CIRCUIT SERIE R, L, C ALIMENTAT DE LA O
SURSĂ DE TENSIUNE SINUSOIDALĂ
57
CAPITOLUL 4. – CIRCUITE ELECTRICE ÎN REGIM PERIODIC
NESINUSOIDAL 59
4.1. – ANALIZA ARMONICĂ A FUNCŢIILOR PERIODICE
DE TIMP 59
4.2. – FUNCŢII PERIODICE PARTICULARE 61
4.2.1. – REPREZENTAREA GRAFICĂ A UNOR
FUNCŢII PERIODICE PARTICULARE 61
4.2.2. – FUNCŢIA PERIODICĂ CU O VARIAŢIE TRAPEZOIDALĂ 63
4.2.3. – FUNCŢIA PERIODICĂ CU O VARIAŢIE
DREPTUNGHIULARĂ 67
4.2.4. – FUNCŢIA PERIODICĂ DIN IMPULSURI
DREPTUNGHIULARE 69
4.3. – PROPRIETĂŢI ALE MĂRIMILOR PERIODICE
NESINUSOIDALE 70
4.4. – CIRCUITE ELECTRICE TRIFAZATE ÎN REGIM
DEFORMANT 74
CAPITOLUL 5. – CIRCUITE ELECTRICE NELINIARE ÎN REGIM
DEFORMANT 76
5.1. – CIRCUITE NELINIARE CU ELEMENTE
REDRESOARE 76
5.1.1. – REDRESOARE 76
5.1.2. – REDRESAREA UNEI SINGURE
ALTERNANŢE 77
5.1.3. – REDRESAREA AMBELOR ALTERNANŢE 79
5.1.4. – FILTRE DE NETEZIRE 81
5.2. – BOBINA CU MIEZ FEROMAGNETIC 83
5.2.1. – CICLUL DE MAGNETIZARE A UNEI BOBINE
CU MIEZ DE FIER 83
5.2.2. – BOBINA CU MIEZ DE FIER ALIMENTATĂ
CU TENSIUNE SINUSOIDALĂ 86
5.2.3. – CURENTUL SINUSOIDAL ECHIVALENT ŞI CICLUL DE MAGNETIZARE ELIPTIC
ECHIVALENT 87
5.2.4. – SCHEME ECHIVALENTE ALE BOBINEI CU
MIEZ DE FIER 90
5.3. – CONDENSATORUL CU PIERDERI 92
5.3.1. – CARACTERISTICI ŞI RELAŢII 92
5.3.2. – SCHEMELE ECHIVALENTE ALE
CONDENSATORULUI REAL 93
CAPITOLUL 6. – CONCLUZII 96
BIBLIOGRAFIE 98

Extras din proiect

CAPITOLUL 1

INTRODUCERE

Se numeşte circuit electric (reţea electrică) o înlănţuire continuă de elemente de circuit şi surse de energie (de tensiune şi de curent) conectate prin intermediul conductoarelor electrice , destinate pentru a fi parcurse de curent electric de conducţie. Circuitele electrice sunt indispensabile atât în instalaţiile de producere a energiei electromagnetice, cât şi în reţelele de transport şi distribuţie şi în instalaţiile de utilizare a ei.

Ca exemple de elemente de circuit uzuale pot fi date următoarele: rezistorul, bobina, condensatorul, dioda, tiristorul, tranzistorul etc.

Elementele de circuit ideale sunt definite prin condiţii foarte simple referitoare la tensiunile la bornele lor şi curenţii care le străbat.

În această lucrare se prezintă studiul circuitelor electrice în regimurile tanzitoriu, permanent şi deformant.

În capitolul doi al lucrării, sunt prezentate circuitele de curent alternativ, care sunt circuite electrice alimentate cu tensiuni electromotoare adică cu tensiuni periodice de valoare medie nulă. Aceste circuite sunt monofazate dacă conţin o singură sursă de tensiune electomotoare alternativă. Toate circuitele electrice de curent alternativ conţin rezistoare, inductanţe şi condensatoare distribuite în lungul circuitului sau localizate în anumite puncte ale circuitului.

În capitolul trei, se prezintă circuitele electrice monofazate în regim tranzitoriu.

Studiul acestor circuite constă în determinarea tensiunilor şi curenţilor tranzitorii din circuit, prin rezolvarea directă a ecuaţiilor integro-diferenţiale care caracterizează circuitul sau prin metode operaţionale care folosesc transformatele Laplace şi Fourier.

Metoda rezolvării directe a ecuaţiilor diferenţiale constă în: scrierea ecuaţiilor diferenţiale care caracterizează circuitul, rezolvarea lor, trasarea curbelor de variaţie în intervalul de la zero la infinit, a tensiunilor sau a curenţilor din circuit precum şi determinarea altor mărimi specifice circuitului electric analizat.

În următorul capitol, se studiază circuitele electrice în regim periodic nesinusoidal.

Regimul periodic de funcţionare a circuitelor electrice cu tensiuni sau curenţi nesinusoidali, se numeşte regim deformant, plecându-se de la definiţia deformării sau distorsiunii ce reprezintă abaterea curbei de variaţie periodică în timp de la forma sinusoidală.

În ultima parte a lucrării, se prezintă circuitele electrice în regim deformant.

Elementele de circuit ca bobină cu miez feromagnetic, condensatoare cu dielectric de permitivitate variabilă, diode semiconductoare, tranzistori, cu caracteristică curent-tensiune neliniară se numeşte elemente neliniare.

CAPITOLUL 2

CIRCUITE ELECTRICE DE CURENT ALTERNATIV IN REGIM SINUSOIDAL

Circuitele de curent alternativ sunt circuitele electrice alimentate cu tensiuni electromotoare, adică cu tensiuni periodice de valoare medie nulă. Aceste circuite sunt monofazate dacă conţin o singură sursă de tensiune electromotoare alternativă.

2.1.MĂRIMI ALTERNATIVE SINUSOIDALE

Mărimile electrice alternative sunt mărimi periodice de timp care au valoarea instantanee exprimată printr-o funcţie f, de regulă trigonometrică:

U=f(ωt+kT) (2.1)

unde:

→u este valoarea instantanee a mărimii periodice;

→k este un număr întreg negativ sau pozitiv;

→T este o constantă, numită perioadă, egală cu cel mai mic interval de timp, după care se reproduce în aceeaşi ordine mărimea periodică u. Constanta T se măsoară în secunde;

→ω se numeşte pulsaţie sau frecvenţă unghiulară a mărimii periodice u. Pulsaţia se măsoară în rad/s.

Inversul perioadei se numeşte frecvenţă:

f= (2.2)

şi are unitatea de măsură hertz[Hz]

Între frecvenţă, pulsaţie şi perioadă există relaţiile:

f= ; ω=2πf= ; ωT=2π (2.3)

O mărimea periodică sinusoidală ( exemplu, tensiunea) are expresia:

u=U sin(ωt ± φ) (2.4)

unde:

→U este valoarea maximă(de vârf);

→ωt ± φ este faza

→φ este faza iniţială, adică în momentul iniţial(t=0).

Mărimea ωt=α reprezintă un unghi geometric.

În figura 2.1, φ > 0, iar relaţia (2.4) se scrie:

u=U sin(ωt-φ),

iar in figura 2.2, φ<0 şi relaţia (2.4) devine:

u=U sin(ωt+φ)

Pentru două valori ale unor mărimi sinusoidale cu aceeaşi frecvenţă, dar cu faze iniţiale diferite:

u =U sin(ωt+φ )

diferenţa fazelor iniţiale se numeşte defazaj: φ=φ -φ Defazajul poate fi: φ>0 când mărimea u este înainte faţă de mărimea u ; φ<0 cănd mărimea u este în urmă faţă de mărimea u ; φ=0 cănd mărimile u şi u sunt în fază.