Примеры расчета некоторых сложных электрических цепей

До середины XIX столетия пользовались в основном химическими источниками постоянного тока — крайне дорогими и неэкономичными гальваническими элементами. Это сильно ограничивало использование электрической энергии для практических целей. Однако проблема не была решена до конца и после создания генераторов постоянного тока. Главным тормозом в решении проблемы была практическая невозможность передачи электрической энергии на значительные расстояния. Так, при передаче энергии на расстояние 57 км постоянным током при напряжении 2000 В французский электротехник Депре получил КПД всего лишь 22%.

Как известно, для дальних линий электропередач необходимо значительное повышение напряжения. Однако получить высокое напряжение непосредственно от генератора постоянного тока из-за наличия в нем коллектора и скользящих контактов нельзя. Последовательное соединение нескольких генераторов постоянного тока для этой цели не нашло практического применения из-за сложности эксплуатации и ненадежности такой установки.

Проблема электропередачи была решена применением переменного тока и трансформаторов. Соответственно и появились цепи переменного тока, которые требовали расчета для дальнейшего применения. Один из методов расчета таких цепей является метод векторных диаграмм, рассмотрением которого мы и займемся далее.

Пусть в однородном магнитном поле NS (рис. 1-1) равномерно вращается рамка, активные стороны которой а и Ь, расположенные перпендикулярно к плоскости чертежа и пересекающие линии магнитной индукции, движутся с некоторой линейной скоростью и по часовой стрелке. При этом в них будут наводиться ЭДС противоположной полярности, в чем легко убедиться, применяя Правило правой руки. Полярность ЭДС в сторонах а и Ъ изменяется на противоположную при переходе их через точки А и В.