Дугинов Л.А. Duginov@mail.ru
Ключевые слова: методы расчёта, регуляторы напряжения, электрические схемы, лампы накаливания, нелинейные сопротивления.
Введение
Для обеспечения необходимой величины напряжения DL на лампах накаливания в сложных схемах, когда трудно оценить реальную величину DL без опытной проверки, предлагается параллельно лампам подключать регуляторы напряжения (РН). На рис.1 показан вариант подключения РН к низковольтным лампам (12 В), находящихся в сети с высоким напряжением (Eo=110 B).
Условные обозначения: Eo - напряжение в сети, RL3-RL4 ---лампы накаливания, R5-R7 ---омические сопротивления ламп, RH1-RH2 - регуляторы напряжения на лампах, Q1-Q4 контурные расходы.
Расчёт электрических схем с нелинейными сопротивлениями выполняется по новому методу итерационным методом с помощью итерационной формулы (4), краткий вывод которой даётся ниже.
Краткий вывод итерационной формулы
Лампа накаливания по своей природе - это нелинейное сопротивление. Электрические схемы с лампами накаливания независимо от количества ламп и сложности схемы рассматриваются как нелинейные. В данном случае для схемы рис.1 решается система из 4-х нелинейных уравнений. Перевод всех нелинейных сопротивлений в линейные происходит с помощью итерационной формулы (4). Расчёт полученной системы линейных уравнений выполняется с помощью метода контурных токов.
Далее приводится полный текст программы, работающей в среде Mathcad.
Метод контурных токов. Расчёт системы линейных уравнений. Матрица Msx-левая часть уравнений, матрица Vsx-правая часть уравнений. Расчёт контурных токов Q1-Q4.
Расчёт токов I1-I5 и падений напряжений DH1-DH2 на регуляторах напряжения RH1-RH2, на лампах DL3-DL4 и на омических сопротивлениях DR5-DR7.
Результаты расчёта схемы рис.1 (после 13 итераций - показаны в 6-ти таблицах)
Расчёт линейных сопротивлений регуляторов напряжения RH1-RH2,и ламп накаливания RL3-RL4, а так же мощностей нагрева PL3-PL4 этих ламп.
Условные обозначения: I3-I4 - ток в лампах L3-L4, DH1-DH2 - напряжение на лампах, PL3-PL4 - мощности нагрева этих ламп.
Выводы
- Как показали результаты расчёта электрической схемы рис.1 регуляторы напряжения PH1 и PH2 успешно справились со своей задачей и обеспечили работу ламп L3-L4 с номинальными параметрами по напряжению и мощности.
- Регуляторы напряжения (PH) очень легко моделируются по новой методике для любых электрических схем.
- Расчёты по новой методике сложных схем с лампами накаливания и регуляторами напряжения могут успешно применяться при анализе и проектировании этих схем.
- Простая и доступная для понимания новая методика расчёта электрических схем будет особенно полезна студентам и молодым специалистам в этой области.
Литература
- Дугинов Л.А. Расчёт сложных электрических схем на постоянном токе, содержащих лампочки с вольфрамовыми спиралями. Сайт dzen.ru «Про Гидравлику и Электрику». 07.02.2025 г.
- Дугинов Л.А. Расчёт по новой методике средней схемы с двумя лампами накаливания. Сайт dzen.ru «Про Гидравлику и Электрику». 11.02.2025 г.
- Дугинов Л.А. Пример расчёта по новому методу сложной нелинейной схемы с регулятором лампами накаливания. Сайт dzen.ru «Про Гидравлику и Электрику». 12.02.2025 г
- Дугинов Л.А. Тренажёр-программа расчёта по новому методу электрической схемы из шести сопротивлений, включая три лампы накаливания. Сайт dzen.ru «Про Гидравлику и Электрику». 17.02.2025 г.
- Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей. М., «Энергия», 1975
