Постоянный ток
Цепь постоянного тока. Схема цепи с указанием сопротивления резисторов. Первый закон Кирхгофа, суммарный ток на участке, закон Джоуля-Ленца. Характер сопротивлений в каждой фазе. Векторная диаграмма, построенная в масштабе. Диаграмма токов нейтрали.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.11.2013 |
| Размер файла | 220,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Задача 1
Цепь постоянного тока содержит несколько резисторов, соединенных смешанно. Схема цепи с указанием сопротивление резисторов приведена на соответствующем рисунке. При этом I2=3,75A. Определить I5.
Определить изменение U1, если выключить резистор R5. Входное напряжение считать постоянным.
Определить так же мощность, потребляемую всей цепью, и расход электрической энергии цепью за 8 часов работы.
Решение. Резисторы R2 и R3 соединены параллельно, следовательно, эквивалентное сопротивление этого участка есть
Токи в ветвях при параллельном соединении считаются как
,
Откуда
По первому закону Кирхгофа можно записать суммарный ток в ветвях с R2 и R3 как I23=I2+I3=3,75+1,25=5A. Этот же ток идет и через резистор R4.
Аналогично, токи в ветвях с R2 и R3 и ветви с R5 относятся как
,
Откуда
По первому закону Кирхгофа можно записать суммарный ток на участке с R2, R3 и R5 как I235=I23+I5=5+2,5=7,5A. Этот же ток идет через резистор R1.
Таким образом, эквивалентное сопротивление цепи равно .
Сопротивление . Если вырезать резистор R5, то выражение , то есть возрастет. Значит, возрастет и суммарное сопротивление цепи, а значит, по закону Ома, ток на резисторе R1 упадет, конкретно в
раз.
Потребляемая цепью мощность, по закону Джоуля-Ленца есть
Электроэнергия за 8 часов есть W=0,28125·8=2,25 кВт-ч.
Задача 2
По заданной векторной диаграмме для трехфазной цепи определить характер сопротивлений в каждой фазе (активное, индуктивное, емкостное, смешанное), вычислить значение каждого сопротивления и начертить схему присоединения сопротивлений к сети. Сопротивления соединены звездой с нулевым проводом.
Пользуясь векторной диаграммой, построенной в масштабе, определить графически ток в нулевом проводе. С помощью логических рассуждений пояснить, как изменится ток в нулевом проводе при уменьшении частоты тока в два раза.
Решение. В ветви А ток идет синфазно с напряжением, следовательно, там только активное сопротивление,
В фазах В и С ток отстает по фазе от напряжения, следовательно, в них есть индуктивное сопротивление. Рассчитаем сопротивления цепей
,
,
Ї только индуктивное сопротивление
,
,
Ї смешанное активно-индуктивное сопротивление.
Чертим схему цепи
Вычертим диаграмму токов и определим ток нейтрали
Угол для тока IA есть
,
угол тока IB есть , угол тока IС есть .
Чертим диаграмму
Таким образом, модуль тока нейтрали есть 32,189A, угол на диаграмме 3,288 радиан.
При уменьшении частоты тока в 2 раза уменьшится индуктивное сопротивление XL=2рfL. Фаза тока В будет такая же, но он сам возрастет, ток С будет меньше отставать по фазе от фазного напряжения, чем в начале задачи. Таким образом, ток IN будет больше повернут против часовой стрелки, нежели сейчас.
Модуль тока нейтрали увеличится, так как уменьшится сопротивление.
Задача 27
ток резистор кирхгоф джоуль ленц
В трехфазном асинхронном электродвигателе с фазным ротором в каждой фазе ротора наводится в момент пуска эдс E2=120В. Активное сопротивление фазы ротора R2 не зависит от частоты и равно 0,15 Ом. Индуктивное сопротивление фазы неподвижного ротора равно х2=0,5 Ом, а вращающегося со скольжением s=3% равно х2s. Частота тока в сети равна f=50 Гц. Синхронная частота вращения магнитного поля равна n1=1000 мин-1.
Найти эдс при вращении ротора E2s, индуктивное сопротивление ротора, вращающегося со скольжением x2s, частоту тока во вращающемся роторе f2s, число пар полюсов р, частоту вращения ротора n2, пусковой ток I2п, ток в роторе при нормальной работе I2.
Начертить энергетическую диаграмму асинхронного двигателя и пояснить ее особенности. Какую мощность называют электромагнитной?
Решение. Частота вращения ротора есть n2=(1-n1)S=(1-0,03)·1000=970 об/мин. Индуктивное сопротивление фазы ротора при скольжении x2s=x2S=0,5·0,03=0,015 Ом.
Пусковой ток
ЭДС вращающегося ротора E2s=E2S=120·0,03=3,6B
Ток в фазе вращающегося ротора
Частота тока вращающегося ротора f2s=f2s=50·0,03=1,5 Гц.
Число пар полюсов
В асинхронном двигателе, как и в любой электрической машине, при ее работе имеют место потери энергии, вследствие чего полезная механическая мощность на валу Р2 меньше активной мощности Р1, потребляемой машиной из сети. Это положение выражается уравнением баланса мощностей
Р1=Рм1+РС1+Рм2+РС2+Рмех+Р2 и энергетической диаграммой
где
Р1=3U1I1cosц1 - активная мощность, потребляемая машиной от сети,
РМ1=3I12R1 - потери в меди обмотки статора,
РС1 - потери в стали статора,
- потери в меди ротора,
РС2 - потери в стали ротора,
Р2 - полезная мощность на валу машины.
Потери в стали ротора в номинальном режиме очень малы, поскольку при номинальном скольжении 0,01-0,08 частота перемагничивания составляет величину единицы Гц.
Полезная мощность на валу двигателя равна
Р2=Мщ2, где щ2=рn2/30 (рад/с) - угловая скорость вращения ротора, М - момент нагрузки на валу машины.
Разность подводимой от сети мощности Р1 и потерь в меди и стали статора представляет собой мощность, подводимую к ротору посредством электромагнитного поля РЭМ. Эта мощность, называемая электромагнитной мощностью, численно равна механической мощности приводного двигателя, вращающего с угловой скоростью щ1=рn1/30 (рад/с) муфту с парой полюсов, нагруженную моментом М, т.е. РЭМ= Мщ1.
Если пренебречь потерями в стали ротора РС2 и механическими потерями на трение в подшипниках, то потери в меди ротора можно определить как РМ2=РЭМ - Р2= Мщ1 - Мщ2, т.к. щ2 = щ1(1-S), то РМ2= щ1SМ.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие электрического тока, выбор его направления, действие и сила. Движение частиц в проводнике, его свойства. Электрические цепи и виды соединений. Закон Джоуля-Ленца о количестве теплоты, выделяемое проводником, закон Ома о силе тока на участке цепи.
презентация [194,6 K], добавлен 15.05.2009Причины электрического тока. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Закон Ома в дифференциальной форме. Работа и мощность. Закон Джоуля–Ленца. Плотность тока, уравнение непрерывности. КПД источника тока. Распределение напряженности и потенциала.
презентация [991,4 K], добавлен 13.02.2016Порядок определения степени проводимости электрической цепи по закону Кирхгофа. Комплекс действующего напряжения. Векторная диаграмма данной схемы. Активные, реактивные и полные проводимости цепи. Сущность законов Кирхгофа для цепей синусоидального тока.
контрольная работа [144,6 K], добавлен 25.10.2010Характеристика электрического поля как вида материи. Исследование особенностей проводников, полупроводников и диэлектриков. Движение тока в электрической цепи. Изучение законов Ома, Джоуля-Ленца и Кирхгофа. Изоляционные материалы. Электродвижущая сила.
презентация [4,5 M], добавлен 19.02.2014Метод преобразования пассивного треугольника в пассивную звезду. Формирование баланса мощностей для заданной цепи. Составление системы уравнений для контурных токов. Векторная диаграмма токов и совмещенная топографическая векторная диаграмма напряжений.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 10.05.2012Расчёт параметров цепи постоянного тока методом уравнений Кирхгофа, контурных токов и методом узловых напряжений. Расчёт баланса мощностей. Расчёт параметров цепи переменного тока методом комплексных амплитуд. Преобразование соединения сопротивлений.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.04.2015Трехфазная электрическая цепь с лампами накаливания. Определение токов и показаний амперметра. Векторная диаграмма токов и топографическая диаграмма напряжений. Мощность, измеряемая ваттметрами. Моделирование цепи и расчет пускового режима ее работы.
курсовая работа [249,7 K], добавлен 22.11.2011Расчет линейной электрической цепи постоянного тока. Определение токов во всех ветвях методом узловых напряжений. Составление баланса мощностей. Векторная диаграмма симметричного треугольника, несимметричной звезды. Трехфазная цепь, показания ваттметров.
контрольная работа [748,3 K], добавлен 21.09.2013Задачи на расчет электрической цепи синусоидального тока с последовательным и смешанным соединением приемников. Определение токов в линейных и нейтральных проводах; полная, активная и реактивная мощность каждой фазы и всей цепи. Векторная диаграмма.
контрольная работа [152,2 K], добавлен 22.12.2010Основные методы расчета сложной цепи постоянного тока. Составление уравнений для контуров по второму закону Кирхгофа, определение значений контурных токов. Использование метода эквивалентного генератора для определения тока, проходящего через резистор.
контрольная работа [364,0 K], добавлен 09.10.2011Анализ электрических цепей постоянного тока. Расчёт токов с помощью законов Кирхгофа. Расчёт токов методом контурных токов. Расчёт токов методом узлового напряжения. Исходная таблица расчётов токов. Потенциальная диаграмма для контура с двумя ЭДС.
курсовая работа [382,3 K], добавлен 02.10.2008Закон Ома для участков цепи и закон Ома для полной цепи. Применения правил Кирхгофа для расчета цепей постоянного тока. Постановка задачи о расчете цепи постоянного тока.
лабораторная работа [22,7 K], добавлен 18.07.2007Основные величины электрического тока и принципы его измерения: закон Ома, Джоуля-Ленца, электромагнитной индукции. Электрические цепи и формы их построения: последовательное и параллельное соединение в цепи, катушка индуктивности и конденсатор.
реферат [170,9 K], добавлен 23.03.2012Порядок расчета цепи постоянного тока. Расчет токов в ветвях с использованием законов Кирхгофа, методов контурных токов, узловых потенциалов, эквивалентного генератора. Составление баланса мощностей и потенциальной диаграммы, схемы преобразования.
курсовая работа [114,7 K], добавлен 17.10.2009Вычисление численного значения токов электрической цепи и потенциалов узлов, применяя Законы Ома, Кирхгофа и метод наложения. Определение баланса мощностей и напряжения на отдельных элементах заданной цепи. Расчет мощности приемников (сопротивлений).
практическая работа [1,4 M], добавлен 07.08.2013Расчет значений тока во всех ветвях сложной цепи постоянного тока при помощи непосредственного применения законов Кирхгофа и метода контурных токов. Составление баланса мощности. Моделирование заданной электрической цепи с помощью Electronics Workbench.
контрольная работа [32,6 K], добавлен 27.04.2013Первое и второе уравнение Кирхгофа, задача на определение токов цепи. Главные особенности составления баланса мощности. Направление и величина напряжения на источнике тока. Таблица системы основных ветвей, схема. Общий вид системы уравнений Кирхгофа.
контрольная работа [659,2 K], добавлен 30.06.2012Упорядоченное движение электронов в металлическом проводнике. Цепь постоянного тока. Зависимость силы тока от напряжения. Перемещение единичного положительного заряда по цепи постоянного тока. Применение закона Ома для неоднородного участка цепи.
реферат [168,3 K], добавлен 02.12.2010Расчет токов и напряжений в цепи при заданном гармоническом воздействии. Векторная диаграмма токов. Проверка выполнения законов Кирхгофа. Расчет частотных характеристик. Проверка основных расчетных результатов посредством имитационного моделирования.
курсовая работа [712,8 K], добавлен 24.01.2014Цепи с одним источником питания. Закона Ома, первый и второй законы Кирхгофа. Метод контурных токов. Примеры решения задач. Составление уравнения баланса мощностей согласно закону сохранения энергии. Выбор условно положительных направлений токов в ветвях.
презентация [647,8 K], добавлен 22.09.2013
