Расчет мощности цепи. Схема источника питания
Описание схемы электрической цепи. Определение токов в ветвях цепи и составление баланса мощностей. Обоснование и расчет элементов эклектической схемы источника питания. Определение напряжения на входе выпрямителя и анализ схемы сетевого трансформатора.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.09.2014 |
| Размер файла | 277,6 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/
2
Расчетно-графическая работа № 1
Расчет мощности цепи. Схема источника питания
Вариант 2
ток источник питания выпрямитель трансформатор
Задание:
· Начертить схему по исходным данным таблицы:
E1=100 В, E3=50 В, E4=20 В, R1=1 Ом, R2=2 Ом, R3=2 Ом, R4=4 Ом, R5=5 Ом, R6=6 Ом.
· Составить необходимое число уравнений по законам Кирхгофа.
· Определить токи в ветвях наиболее рациональным методом.
· Составить баланс мощностей
Произвольно выбираем направление токов на всех участках цепи. Схема состоит из трех независимых контуров. Содержит четыре узла и шесть ветвей. Для каждого из узлов составим уравнение по первому закону Кирхгофа (сумма токов в узле равна 0 или сумма токов втекающих в узел равна сумме токов вытекающих из узла).
Для первого узла:
Для второго узла:
Для третьего узла:
Для четвертого узла:
Для каждого контура составим уравнение по второму закону Кирхгофа (сумма падения напряжения на участках цепи равна сумме напряжений источников действующих в контуре)
Для первого контура:
Для второго контура:
Для третьего контура:
Обход контура производится по часовой стрелке.
При определении токов в ветвях воспользуемся методом контурных токов. В пределах каждого контура выбираем направления контурных токов. Направление и числовое значение контурного тока совпадает с током на внешнем участке контура.
Контурная ЭДС равна алгебраической сумме всех ЭДС контура:
Собственное сопротивление контура - это сумма всех сопротивлений, составляющих контур.
Взаимное сопротивление - это сопротивление принадлежащие двум соседним контурам, берётся со знаком «+» если направление контурных токов двух соседних контуров совпадает. В нашем случае это сопротивление берётся со знаком «-» так как направление контурных токов противоположны.
Исходная система для данного метода имеет вид (уравнения составлены по второму закону Кирхгофа):
Подставим значения в данную систему уравнений:
Решив систему относительно контурных токов, получаем:
Для определения остальных токов используем уравнения составленные по первому закону Кирхгофа:
Составим баланс мощностей:
Баланс заключается в том, что сумма мощностей , которая рассеивается на сопротивлениях равна сумме мощностей которые рассеиваются на источниках.
Правая и левая части равенства равны - баланс выполняется.
Задание 2.
Дано.
Для заданных условий эксплуатации (таблица 4) произвести расчет источника питания, включающего: выпрямитель, сглаживающий фильтр, стабилизатор напряжения.
|
№ варианта |
U1,В |
UH,В |
IH,мА |
RH, Ом |
Коэфф. сглаживания |
|
|
2 |
220 |
9 |
5 |
- |
800 |
Найти.
- рассчитать и выбрать элементы электрической схемы источника питания;
- определить напряжение на входе выпрямителя, коэффициент трансформации сетевого трансформатора;
- привести принципиальную электрическую схему источника питания.
Решение.
Исходными данными для расчёта стабилизатора напряжения являются
ток Iн в нагрузке Rн и напряжение Uн на ней. Схема стабилизатора напряжения показана на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 - Схема стабилизатора напряжения.
1. Определение выходного напряжения выпрямителя Uв:
,
где Uкэ мин ? 3 В (из справочника по транзисторам).
2. Расчёт максимальной мощности рассеяния регулирующего транзистора VT
3. Исходя из полученных результатов был выбран регулирующий транзистор КТ201А.
|
Тип транзистора |
Стpуктуpа |
IБ (max)А |
UКЭО (и) В |
IKmax (и) мА |
РKmax (т) Вт |
h121э |
IКБО мкА |
frp МГц |
|
|
КТ201А |
n-p-n |
0,1 |
20 |
20 |
0,15 |
20ч60 |
?1 |
?10 |
4. Расчет максимально допустимого тока базы Iб регулирующего транзистора VT
где h21 мин - минимальный коэффициент передачи тока, выбранного по справочнику транзистора.
5. Исходя из исходных данных, выбираем стабилитрон Д818В
|
Тип стабилитрона |
Uст |
Iст, мА при T = 25єС |
ТКН Ч10-2, %/єС (мВ/єС) |
rст, Ом |
|||
|
В |
при Iст, мА |
мин |
макс |
||||
|
Д818В |
9 |
10 |
3 |
100 |
(+1,1) |
100 |
6. Расчёт величины сопротивления R параметрического стабилизатора напряжения, состоящего из резистора R и стабилитрона VD5.
Выбираем из номинального ряда Е24 значение равное 910 Ом.
7. Расчёт мощности рассеяния резистора R
8. Выбираем резистор типа С1-14 мощностью 0,125 Вт.
9. Расчёт коэффициента стабилизации Кст стабилизатора напряжения
10. Расчёт выходного сопротивления стабилизатора напряжения:
Выбор и расчёт элементов сглаживающего фильтра.
Так как выпрямленный ток небольшой - 5 мА, то используется резистивно-емкостной Г-образный фильтр.
В качестве сглаживающего фильтра используем схему RC-фильтра, показанную на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 - Схема RC фильтра.
11. Производим выбор элементов фильтра R1и C1.
R1 выбираем из условия:
Принимаем стандартное значение R1 = 820 Ом.
Определяем произведение R1C1 для одного звена Г-образного фильтра по формуле:
где: q - коэффициент сглаживания (q = 800);
m - число фаз выпрямителя (m = 2);
fc - частота сети (50 Гц).
Зная значение величины резистора, определяем значение величины конденсатора С1 :
Принимаем стандартное значение С1 = 15000 мкФ, соответствующее электрическому ряду Е24.
Мощность резистора R1 определяется по формуле:
.
Рассчитаем мостовую схему выпрямителя. Принципиальная схема выпрямителя представлена на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 - Мостовая схема выпрямителя.
Выбор диодов выпрямителей.
Диоды выпрямителя выбираем по двум параметрам:
Максимально допустимое обратное напряжение;
Максимально допустимый прямой ток.
Максимально допустимое обратное напряжение диода должно быть не менее напряжения вторичной обмотки на холостом ходу:
где
По максимально допустимому прямому току:
Iпр 0,5 * Iн 0,0025(А) = 2,5 мА.
Исходя из рассчитанных данных, выбираем диоды КД103А.
|
Тип диода |
Постоянное обратное напряжение, В |
Максимальный доп. ток, А |
Постоянное пр. Напряжение, В |
|
|
КД103А |
50 |
0,1 |
1 |
Зная напряжение холостого хода вторичной обмотки и напряжение, подаваемое на первичную обмотку трансформатора - 220В, определим коэффициент трансформации трансформатора:
Принципиальная электрическая схема рассчитанного источника питания приведена на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4 -Схема электрическая принципиальная источника питания.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Особенности определения токов и составления баланса мощностей. Разработка электрической схемы цепи. Определение эквивалентного сопротивления цепи. Расчет токов ветвей источника. Алгоритм составления суммарного баланса мощностей, потребляемых приемниками.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 31.12.2021Составление системы уравнений для расчета токов во всех ветвях электрической цепи на основании законов Кирхгофа. Составление баланса мощностей источников и потребителей электроэнергии. Вычисление значения активных, реактивных и полных мощностей цепи.
контрольная работа [423,8 K], добавлен 12.04.2019Ориентированный граф схемы электрической цепи и топологических матриц. Уравнения по законам Кирхгофа в алгебраической и матричной формах. Определение токов в ветвях схемы методами контурных токов и узловых потенциалов. Составление баланса мощностей.
практическая работа [689,0 K], добавлен 28.10.2012Определение токов во всех ветвях электрической цепи. Составление и решение уравнения баланса мощностей. Уравнение второго закона Кирхгофа. Расчет значения напряжения на входе цепи u1(t). Активная, реактивная и полная мощности, потребляемые цепью.
контрольная работа [611,1 K], добавлен 01.11.2013Основные методы решения задач на нахождение тока и напряжения в электрической цепи. Составление баланса мощностей электрической цепи. Определение токов в ветвях методом контурных токов. Построение в масштабе потенциальной диаграммы для внешнего контура.
курсовая работа [357,7 K], добавлен 07.02.2013Вычисление 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 07.08.2013Моделирование электрической цепи с помощью программы EWB-5.12, определение значение тока в цепи источника и напряжения на сопротивлении. Расчет токов и напряжения на элементах цепи с использованием формул Крамера. Расчет коэффициента прямоугольности цепи.
курсовая работа [86,7 K], добавлен 14.11.2010Составление системы контурных уравнений для неориентированного графа, построение схемы электрической цепи. Определение тока в первой ветви и проверка баланса мощностей. Вычисление напряжения на ветвях цепи и построение векторной диаграммы токов.
контрольная работа [441,4 K], добавлен 25.12.2012Обоснование схемы соединения приемников. Определение числовых значений сопротивлений. Фазные и линейные напряжения трехфазной цепи в комплексной форме. Расчет фазных и линейных токов приемников и составление баланса мощностей в трехфазной цепи.
контрольная работа [691,4 K], добавлен 16.11.2012Расчет токов во всех ветвях электрической цепи методом применения правил Кирхгофа и методом узловых потенциалов. Составление уравнения баланса мощностей. Расчет электрической цепи переменного синусоидального тока. Действующее значение напряжения.
контрольная работа [783,5 K], добавлен 05.07.2014Определение токов в ветвях цепи и напряжения на резисторах методами контурных токов и узловых потенциалов. Расчет тока в одной из ветвей методами наложения или эквивалентного источника напряжения. Составление баланса активных и реактивных мощностей.
контрольная работа [2,1 M], добавлен 06.12.2013Электрические цепи при гармоническом воздействии. Работа цепи при воздействии источников постоянного напряжения и тока. Расчет схемы методом наложения (суперпозиции). Нахождение токов в ветвях схемы методом контурных токов. Напряжения на элементах цепи.
курсовая работа [933,0 K], добавлен 18.12.2014Определение эквивалентного сопротивления и напряжения электрической цепи, вычисление расхода энергии. Расчет силы тока в магнитной цепи, потокосцепления и индуктивности обмоток. Построение схемы мостового выпрямителя, выбор типа полупроводникового диода.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 28.12.2013Составление баланса мощностей. Напряжение на зажимах цепи. Схема соединения элементов цепи. Реактивные сопротивления участков цепи. Параметры катушки индуктивности. Мощность, потребляемая трансформатором. Токи, протекающие по обмоткам трансформатора.
контрольная работа [140,8 K], добавлен 28.02.2014Расчет значений частичных и истинных токов во всех ветвях электрической цепи. Использование для расчета токов принципа наложения, метода узловых напряжений. Составление уравнения баланса средней мощности. Амплитудно-частотная характеристика цепи.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 06.11.2013Расчет линейной и трехфазной электрической цепи: определение токов в ветвях методами контурных токов и эквивалентного генератора; комплексные действующие значения токов в ветвях. Схема включения приёмников; баланс активных, реактивных и полных мощностей.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 31.08.2012Описание схемы и определение эквивалентного сопротивления электрической цепи. Расчет линейной цепи постоянного тока, составление баланса напряжений. Техническая характеристика соединений фаз "треугольником" и "звездой" в трехфазной электрической цепи.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 27.06.2013Составление на основе законов Кирхгофа системы уравнений для расчета токов в ветвях схемы. Определение токов во всех ветвях схемы методом контурных токов. Расчет системы уравнений методом определителей. Определение тока методом эквивалентного генератора.
контрольная работа [219,2 K], добавлен 08.03.2011Расчет линейной электрической цепи постоянного тока с использованием законов Кирхгофа, методом контурных токов, узловых. Расчет баланса мощностей цепи. Определение параметров однофазной линейной электрической цепи переменного тока и их значений.
курсовая работа [148,1 K], добавлен 27.03.2016Составление на основании законов Кирхгофа системы уравнений для определения токов во всех ветвях схемы. Определение токов во всех ветвях схемы, используя метод контурных токов и на основании метода наложения. Составление баланса мощностей для схемы.
контрольная работа [60,3 K], добавлен 03.10.2012
