Розв'язання задач. Задача 060-А01

[@prosvesheniemoe6282]

Также интересным вопросом является то как повлияет на решение схемы на видео если вместо источников напряжения на схеме будут источники тока. Вопрос возник при анализе циркуляции токов при организации цепей защиты/учёта/измерения - при сборе вторичных обмоток измерительных трансформаторов тока в звезду т.е. полностью аналогичная схема что и рассмотренная но не с источниками ЭДС а источниками тока. Здесь исхожу из того что вторичная обмотка трансформатора тока это источник тока. По правилу из метода наложения идеальный источник не рассматриваемый тока должен быть заменён линией с обрывом. Тогда получится что при наличии в схеме нулевого провода будет три простых схемы в каждой из которых один источник, один резистор и нулевой провод. А в случае без нулевого провода получится что циркуляции токов в схеме не будет вообще потому что из-за отсутствия нулевого провода будет отсутствовать замкнутый контур как таковой))). Если выводы верны тогда организация того же домового учёта электроэнергии со сборкой вторичных обмоток трансформаторов в звезду тока без н.п. невозможна.

[@ДмитроАндрійовичМаєвський]

Интересный вопрос, спасибо, подумаю.

[@ElectricalEngineeringTheory]

При трех источниках тока, соединенных звездой, мы получаем некорректную задачу. Для их центрального узла не будет выполняться первый закон Кирхгофа. Поэтому такие задачи никогда и не рассматриваются. Такая некорректность - это плата за то, что мы работаем не с реальными элементами, а идеализируем их.

[@prosvesheniemoe6282]

@@ElectricalEngineeringTheory не совсем понятен ваш ответ. Не понятно почему не будет выполняться для идеальных источников тока при сборке нагрузки и источников в звезду с нулевым проводом, или без нулевого провода? По вашему как нужно рассматривать трансформатор тока или его вторичную обмотку как источник тока или что-то другое? ------------------ Вероятно как какой-то гибрид свойства которого описываются своей ВАХ, имел возможность поработать в области энергетики и в частности с приборами используемыми для проверки устройств РЗА - регулируемыми источниками тока ИЛИ напряжения которые как позволяют плавно поднимать напряжение на одних элементах , так и позволяют закоротив клеммы источника плавно набирать ток. ------------ Не будет выполняться 1-ый закон Киргоффа для схемы без нулевого провода по причине того что внутреннее сопротивление ИТ реального ИТ велико а идеального равно бесконечности? Для схемы с нулевым проводом то будет выполняться насколько понимаю.

[@ElectricalEngineeringTheory]

Добрый день! При соединении источников тока в звезду без нулевого провода первый закон Кирхгофа не будет выполняться для несимметричных цепей. Потому, что ток через источник может быть только один - ток источника. Поэтому для несимметричных цепей сумма токов двух любых источников тока не будет равна току оставшегося источника. В случае присутствия нулевого провода эта разница и составляет ток нулевого провода. Но в любом случае задача тривиальна. Ток в фазе нагрузки равен току соответствующего источника, поэтому и считать нечего. Трансформатор тока по своим свойствам близок к источнику тока, но не является им. Внутреннее сопротивление источника тока стремится к бесконечности, а у трансформатора тока оно велико, но не бесконечно.

[@prosvesheniemoe6282]

Благодарю за исчерпывающий ответ! Как оказалось моя видимо, ошибка, заключается в том что что считаю что итоговый ток в фазе должен быть записан как IA= IAA + IAB+IAC полагая что знак будет учтён на векторной диаграмме так как это происходит при сложении трёх токов например в нулевом проводе т.к. там формула записывается в виде IN = IA+ IB + IC ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Полагаю что знак минус в формуле фигурирующей в вашем решении IA= IAA - IAB -IAC назначается исходя из графического анализа положения значений синусоид-ых функций токов фаз - в момент максимума амплитуды одной две другие имеют по пол амплитуды в противофазе. __________________________________________________________________________________ Я всегда считал что синусоидальная функция должна учитывать знак - фазу в которой будет находиться переменная... будем размышлять..

[@ElectricalEngineeringTheory]

Вы правы по поводу фазы, оно она сама отсчитывается от какого-то условного нуля. При изменении направления тока фактически меняется его фаза, на 180 градусов. Поэтому направления токов следует учитывать и в цепях переменного тока. Если будут вопросы - не стесняйтесь, пожалуйста пишите. Успехов!

[@prosvesheniemoe6282]

.Позвольте еще парочку вопросов. 1) В литературе объясняющей суть данного метода используется термин ,,частичные токи,, так как будто бы это искусственные составляющие подобно аналогичным при преобразовании Фурье(гармоники) или методе симметричных составляющих(составляющие прямой обратной и нулевой последовательностей), методе контурных токов что может ввести в заблуждение. Насколько я понимаю этот простой метод/ эта абстракция полностью отражает физические принципы которые лежат в основе работы схемы в общем а три рассмотренные в отдельности однофазные схемы работают независимо, фазная нагрузка распределяется между тремя источниками а через нагрузку в фазе протекают токи от трёх источников. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2) Три рассмотренные схемы данного метода позволяют проиллюстрировать наглядно следующий вопрос, а именно влияние нейтрального провода если в рассмотренную схему звезда-звезда ввести нейтральный провод. Общеизвестным фактом является то что ток в нейтральном проводе появляется при возникновении несимметрии нагрузки и численно равен IN = IA+ IB + IC в то время как эту по сути ,,закоротку,, в режиме симметричной нагрузки токи предпочитают обходить стороной и возвращаться в свои источники через провода смежных фаз. При рассмотрении трёх схем в ходе решения методом наложения видно что нейтральный провод в данных схемах будет выкорачивать два параллельно соединённых сопротивления а значит полные токи во всех трёх схемах будут протекать от источника к нагрузке и возвращаться исключительно по нулевому проводу. И вот тогда происходит абсурдная ситуация когда при симметрии нагрузки ток физически возвращаясь в источник по нулевому проводу имеет силу(тока) равную нулю и в этом случае термины ,,ток,, и ,,сила тока,, уже не являются синонимами т.е. сила тока равная нулю не значит что ток отсутствует.

[@ДмитроАндрійовичМаєвський]

Спасибо, вы затронули очень глубокие вопросы, причем полные ответы на них не всегда можно дать. По порядку. Частичные токи, как и отдельные гармонические составляющие, это, скорее всего, абстракция. На самом деле в схеме действуют реальные токи, обусловленные всеми источниками (или всеми гармониками) сразу. Причем для несинусоидальных токов схема учитывает наличие сразу бесконечного числа гармоник. Ни гармоник, ни частичных токов на самом деле нет. Это только наше упрощение, которое, кстати, работает не всегда, а только в линейных цепях. По поводу тока и силы тока вы правы. Токи могут быть, а силы тока, как изменения заряда во времени, не будет. Причем не надо ходить в трехфазные цепи. И в цепях постоянного тока, если в одной и той же ветви действуют одинаковые токи в разных направлениях, то мы считаем, что тока нет. Неправильно считаем, движение зарядов есть, а изменения их количества в определенном сечении нет. Сколько вошло, столько и вышло. Но вы молодец, мало кто над этим задумывается. Большинство устраивает, что тока нет, и все. Кстати, тут более серьезная философская подоплека. А что такое ноль? Это отсутствие чего-либо, или случай, когда, например, плюс единица компенсируется минус единицей. Вроде ноль, но не ничего! Ноль, это скорее не пустота, а равновесие. А теперь дальше, а есть ли вообще пустота? Наша физика, например, уже согласна с тем, что вакуум это не пустота. Это в житейском смысле отсутствие воздуха. А вакуум рождает элементарные частицы, то есть материю. Так пустота ли это? Или огромное потенциальное хранилище всего? Если мы еще продолжим в этом направлении, то неизбежно придем к Богу-отцу, как хранилищу всего, непроявленному хранилищу, и к Богу-сыну, как к силе, которая заставляет это все проявиться. Но это уже то, что называется теософией и большинством даже ученых, с негодованием отвергается.

[@prosvesheniemoe6282]

@@ДмитроАндрійовичМаєвський По поводу сила тока как изменении заряда во времени странная ситуация когда считается что сила тока равна нулю в случае если количество зарядов проходящих в одну сторону компенсируется количеством зарядов проходящих в другую сторону: если брать тепловой эффект который как пишут создаётся электронами сталкивающимися с атомами вещества то наоборот напрашивается вывод что направление тока не имеет значения для количества выделяющейся теплоты Q=I2Rdt , а если брать нагрузку с магнитными свойствами то можно сказать конечно что магнитные силовые линии создаваемые током проходящим через сечение проводника в одном направление компенсируются магнитными линиями создаваемыми током проходящим в другом направлении. Последнее имеет отношение к работе некоторых аналоговых амперметров - рамка в поле постоянного магнита которая как раз не будет поворачиваться от действия токов одинаковой величины но разного направления. С трансформаторами тока к которым подключаются уже современные цифровые измерительные приборы с АЦП та же песня - в их вторичных обмотках будут отсутствовать токи если в первичных будут протекать токи одной величины но разного направления. Это всё к слову о том предположении что сила тока может быть равной нулю а токи через сечение проводника проходить. Или вот предлагаемая гидравлическая аналогия в этом случае, когда два изначально независимых контура с источниками создающим одинаковое давление но в разных направлениях соединят для прокачивания воды через одно сечение, одну трубу - в этом случае ведь если не путаю будет штиль, отсутствие движения водных масс. УЗО(устройство защитного отключения, дифференциальный выключатель) например, с ничтожной малой уставкой срабатывания в 30 мА питающее розетку у нас дома в которую включен чайник 2кВт обтекается током но не срабатывает хотя постоянно 2000/220 одну сторону бежит и 2000/220 в другую. Извиняюсь конечно за ,,много букв,, с одинаковыми примерами.. ------------------------------------------------------------------- Следует еще заметить что формулу IN = IA+IB+IC можно по разному ,,прочитать,, принимая во внимание взгляды скупо излагаемые в тех. литературе. В первом случае читаем что все три тока возвращаются в свои источники исключительно по нулевому проводу благодаря его выкорачивающей роли и встаёт вопрос только с выше обсуждаемой нами темой о том ,,Могут ли протекать токи там где сила тока равна нулю?. Часто в тех. литературе пишут почти дословно ,, если ток в нейтральном проводе равен нулю т.е. нагрузка симметричная то нулевой провод можно убрать,, что как бы говорит о том что тот кто это утверждает либо исходит из того что ток в нейтральном проводе как физ. явление отсутствует при силе тока равной нулю, либо считает что ток после того как демонтируется нулевой провод симметрично перераспределится возвращаясь через провода смежных фаз. \\\\\\\\\\\\\ Во втором случае все три тока возвращаются в свои источники физически исключительно по проводам смежных фаз а в нулевом проводе протекает только величина равна их геометрической сумме.. Тут тогда встаёт вопрос ,, Почему минуется и не обтекается нулевой провод ?,,. Конечно эти пространственные рассуждения возникают из-за неосвещённости этого вопроса в должной мере в литературе… ------------------------------------------------------------------------------------------ Хотелось бы понять ваш взгляд на эти вопросы...

[@ElectricalEngineeringTheory]

Много вопросов, но они все заслуживают рассмотрения. Постараюсь. Вообще-то сила тока это не просто скорость изменения зарядов. Это скорость изменения зарядов, проходящих через ОПРЕДЕЛЕННОЕ СЕЧЕНИЕ проводника. Поэтому два разнонаправленных тока и уравновешивают друг друга, давая в сумме ноль. А вот вопрос, что каждый из них производит работу, то есть вопрос, связанный с мощностью, не такой простой. Вспомните свойства гравитационного поля. Если мы поднимем груз ан 1 метр, а потом опустим его на место, то затраченная работа равна нулю. Когда груз поднимается, то выполняем работу мы, а когда опускается - работу выполняет сам груз. Это так называемое "свойство потенциальности" гравитационного поля. Электрическое поле тоже потенциально. Поэтому работа, выполняемая электроном при переходе через сечение слева направо уравновешивается работой, выполняемой другим электроном, который движется справа налево. А вообще, надо постоянно помнить, что мы НИЧЕГО НЕ ЗНАЕМ О ФИЗИЧЕСКОЙ ПРИРОДЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА. И все эти рассуждения - не более чем попытка наукообразно что-то объяснить, избегая обидного "мы не знаем". И чем больше у вас возникнет таких вопросов - тем лучше. Може Вы когда-то и ответы найдете! Удачи!