Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Задача анализа установившегося режима в электрической цепи синусоидального тока.

Среди режимов работы электрической цепи различают установившиеся и переходные режимы. Установившиеся режимы имеют место в результате сколь угодно длительного воздействия источников энергии в электрической цепи. В электрической цепи с источниками постоянного напряжения и тока токи ветвей и напряжения на них неизменны во времени. В электрической цепи с источниками периодических напряжений и токов (синусоидальных и несинусоидальных) токи в ветвях и напряжения на них являются периодическими функциями времени.

Решение задачи анализа установившегося режима в электрической цепи с источниками синусоидального напряжения и тока во временной области сводится к отысканию частного решения системы дифференциальных уравнений, записанных по законам Кирхгофа для контуров и узлов электрической цепи. Но такой расчет для цепей с числом независимых контуров более двух связан с громоздкими выкладками, вызванными тем, что искомые начальные фазы токов находятся под знаком тригонометрических функций.

Поэтому для определения амплитуд и начальных фаз синусоидальных напряжений и токов в установившемся режиме работы электрической цепи чаще применяют метод, предложенный в конце 19 века американским инженером Чарльзом Штейнметцем и получивший название метода комплексных амплитуд. Все расчеты по этому методу осуществляются на основании алгебраических соотношений с использованием понятий комплексных амплитуд синусоидальных напряжений и токов, комплексных сопротивлений и проводимостей элементов электрической цепи, законов Ома и Кирхгофа в комплексной форме.

Комплексные амплитуды и комплексы.

При расчете этим методом всякой синусоидальной функции времени A_mSin (wt +y) ставится в соответствие комплексное число вида , которое называется комплексной амплитудой синусоидальной величины.

Как видно, комплексная амплитуда есть комплексное число, модуль которого равен амплитуде синусоидальной величины, а аргумент - начальной фазе. Как и всякое комплексное число, комплексная амплитуда может быть представлена на комплексной плоскости вектором с длиной A _m и углом поворота относительно вещественной оси y. (рис.3.1)

Во многих случаях пользуются понятием комплекса синусоидальной величины

т.е. комплексного числа с модулем в виде действующего значения синусоидальной величины и аргументом в виде начальной фазы.

Существует взаимнооднозначное соответствие между комплексной амплитудой и синусоидальной функцией времени. Например, мгновенному значению напряжения u=25Sin(314t-30^o)B соответствует комплексная амплитуда B и вектор на комплексной плоскости (рис.3.2).

Мгновенному значению тока i =10Sin(314t+45^o)B соответствует комплексная амплитуда B и вектор на комплексной плоскости (рис.3.2). Наоборот, зная комплексную амплитуду тока и частоту w, легко определить его мгновенное значение.

Естественно, что масштабные коэффициенты при построении векторов тока и напряжения на комплексной плоскости могут быть разными.