Приложение 5.Теоретические сведения об источниках
Периодическая несинусоидального ЭДС e(t)=e(t+nT), где Т – период функции e(t), может быть представлена в виде постоянной ЭДС Е0 и суммы гармонических ЭДС с помощью тригонометрического ряда Фурье
где - постоянная составляющая, равная среднему значению функции за период;
- ЭДС к-ой гармоники, которые определяются по формулам:
; ;
; ; .
В работе используется периодические несинусоидальные ЭДС e(t), приведенные на (рис.П.5.1)
Рис.П.5.1. Формы сигналов на входе ЭЦ
Разложение в ряд Фурье ЭДС e(t),представленных на рис П.5.1, имеет вид:
(5.1)
где ; κ=1,2,3… .
(5.2)
где ; κ=1,2,3… .
(5.3)
где; ; ; ; … .
Для определения мгновенных значений токов (напряжений) нужно определить мгновенные значения токов (напряжений), вызванных ЭДС каждой гармоникой в отдельности, а затем их сложить
.
Для схем, приведенных на рис.П.5.2, амплитудные значения токов к-ой гармоники определяются из выражений:
; (5.4)
(5.5)
где XL=ωL=2πfL; XC=1/(ωC)=1/(2πfC) – индуктивное и емкостное сопротивления на первой гармонике.
Рис.П.5.2 Исследуемые RL и RC-цепи
Амплитудные значения напряжения на элементах цепи (рис.П.5.2) на к-ой гармонике:
URm(k)=RIkm; ULm(k)=kXLIkm; UCm(k)=(XC/k)Ikm . (5.6)
Действующие значения напряжений на элементах схем (рис.П.5.2) определяется по формуле:
(5.7)
Действующие значения периодических несинусоидальных ЭДС разной формы (см.рис.П.5.1) определяются из выражений:
; (см.рис.П.5.1,а) (5.9)
; (см.рис.П.5.1,б) (5.10)
; (см.рис.П.5.1,в) (5.11)
где Е – действующее значение периодической несинусоидальной ЭДС.
Активная мощность периодического несинусоидального сигнала равна сумме активных мощностей отдельных гармоник
, (5.12)
где Uk ,Ik– действующие значения напряжения и тока на входе цепи, φк- фазовый сдвиг между напряжением и током на к-ой гармонике.
Реактивная Q и полная мощность S цепи определяются по формулам:
, (5.13)
(5.14)
В отличие от гармонических сигналов для периодических негармонических сигналов
(5.15)
Величина
носит название мощности искажений и характеризует степень различия в формах тока i и напряжения u. Чем больше форма кривой тока отличается от формы кривой напряжения тем больше мощность искажения Риск.
Периодические несинусоидальные сигналы характеризуются коэффициентом искажений, равного отношению действующего значения напряжения первой гармоники к действующему значению напряжения периодического напряжения:
(5.16)
и коэффициентом гармоник, равного отношению действующего значения высших гармоник (начиная со второй) к действующему значению первой гармоники:
. (5.17)
Достарыңызбен бөлісу: |