Параметры синусоидальных электрических цепей
Расчет токов и напряжений в электрической сети. Построение разветвленной цепи синусоидального тока и показатели сопротивления, баланс мощностей индуктивных катушек. Возможность возникновения короткого замыкания и анализ пассивного четырехполюсника.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.09.2015 |
| Размер файла | 659,7 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/
1. Анализ пассивного двухполюсника при синусоидальном напряжении на входе
Необходимо выполнить:
1) Рассчитать все токи и напряжения в цепи.
2) Построить векторную диаграмму токов и напряжений.
3) Рассчитать и построить зависимость тока источника от частоты напряжения (частота напряжения при этом изменяется от нуля до бесконечности).
|
Номер варианта |
U, В |
f, Гц |
r1, Ом |
r2, Ом |
XL, Ом |
XC, Ом |
|
|
1 |
36 |
400 |
10 |
20 |
20 |
15 |
1. Для расчета токов и напряжений заданной цепи рассчитаем вначале полное сопротивление цепи:
Значения токов в цепи:
Значения напряжений на элементах цепи:
2. Для построения векторной диаграммы принимаем потенциал точки d равным нулю и рассчитываем потенциалы остальных точек цепи:
По этим расчетам строим векторную диаграмму цепи:
3. Рассчитываем и строим частотную зависимость тока источника.
Рассчитываем индуктивность катушки и емкость конденсатора, исходя из заданной рабочей частоты
Расчет и построение требуемой частотной характеристики .
2. Расчет разветвленной цепи синусоидального тока
Дана схема электрической цепи.
Необходимо:
1) используя комплексно-символический метод, рассчитать все токи в цепи;
2) рассчитать и построить на комплексной плоскости топографическую диаграмму напряжений, совмещенную с векторной диаграммой токов;
3) составить баланс активной, реактивной и полной мощностей в цепи;
4) для ветви, содержащей элемент, помеченный стрелкой, рассчитать и построить на комплексной плоскости круговую диаграмму (годограф) тока (годограф линия, которую очерчивает конец вектора тока при изменении какого-либо параметра активного, индуктивного или емкостного сопротивления от нуля до бесконечности).
|
Номер варианта |
ЭДС источников, В |
Активные и реактивные сопротивления ветвей, Ом |
|||||||
|
r1 |
r2 |
XL1 |
XL2 |
XC1 |
XC2 |
||||
|
1 |
-j20 |
24 |
8,0 |
10,0 |
12,0 |
8,0 |
6,0 |
15,0 |
1. Рассчитываем комплексные значения токов цепи.
Определяем комплексные сопротивления ветвей цепи:
Методом двух узлов определяем межузловое напряжение:
Определяем комплексное значение токов в ветвях:
2. Для построения векторной диаграммы принимаем потенциал точки а равным нулю и рассчитываем потенциалы остальных точек цепи.
По этим расчетам строим векторную диаграмму цепи.
3. Составляем баланс мощностей.
Мощность источников:
Мощность нагрузок:
Баланс мощностей сходится.
4. Производим расчеты для построения круговой диаграммы.
Рассчитываем напряжение холостого хода (ЭДС эквивалентного генератора) относительно катушки L1.
Рассчитываем эквивалентное сопротивление цепи относительно ветви с катушкой L1.
Комплексное уравнение окружности круговой диаграммы имеет вид:
Ток короткого замыкания, протекающий при нулевом значении переменного сопротивления (катушки индуктивности):
Производим построение круговой диаграммы.
Порядок построения круговой диаграммы
1. Выбираем масштабы ЭДС - mE, тока - mI и сопротивления - mZ.
2. На комплексной плоскости в выбранном масштабе откладываем вектор ЭДС эквивалентного генератора .
3. Проводим вектор тока короткого замыкания . Его длина равна модулю тока короткого замыкания, делённому на масштаб тока.
4. На векторе от его начала откладываем отрезок 0а, определяющий в масштабе сопротивления модуль постоянного сопротивления .
5. Через точку а под углом -Ш к направлению проводим линию переменного параметра (л.п.п.). Для правильного её проведения мы должны зайти за точку а (идя от начала вектора ) и отложить в нужном направлении угол -Ш=-(90-(-17.57))=-107.57o, поэтому он откладывается по часовой стрелке.
Из точки 0 (из начала координат) перпендикулярно линии переменного параметра проводим отрезок 0D
Из середины вектора (из точки р) восстанавливаем перпендикуляр pb. Точка пересечения отрезков pb и 0D (точка с) - центр окружности, отрезок 0с - её радиус.
Устанавливаем остриё циркуля в точку с и радиусом, равным отрезку с0, проводим дугу окружности между точками 0 и К. Рабочая часть окружности лежит с той же стороны от вектора , что и линия переменного параметра.
3. Расчет цепей с взаимной индуктивностью
Заданы параметры цепи: активные сопротивления r, емкостное XC, индуктивные ХL1 и ХL2, сопротивление взаимной индуктивности ХМ и напряжение на входе цепи.
Необходимо:
Рассчитать все токи в цепи комплексно-символическим методом. Определить показания ваттметра и сравнить с мощностью, расходуемой в цепи.
|
Номер варианта |
U, В |
XL1, Ом |
XL2, Ом |
XM, Ом |
r1, Ом |
r2, Ом |
XC, Ом |
|
|
1 |
50 |
20 |
20 |
10 |
20 |
10 |
12 |
электрический ток индуктивный замыкание
Заданная схема содержит n=5 неизвестных токов. Значения этих токов находим с помощью системы уравнений по законам Кирхгофа. Систему составляем с учетом «согласованного» включения магнитосвязанных катушек.
Решаем систему уравнений.
В результате проведенных расчетов получены следующие комплексные значения токов в цепи:
Показание ваттметра:
Активная мощность, расходуемая в цепи:
4. Анализ пассивного четырехполюсника
Требуется:
1) Рассчитать коэффициенты четырехполюсника и записать его уравнения в форме [ А] .
2) Определить повторное сопротивление (характеристические сопротивление) четырехполюника.
3) Подать на вход четырехполюсника синусоидальное напряжение (действующее значение U1 указано в таблице 5) и рассчитать токи на входе и выходе ( и ), а также напряжение на выходе четырехполюсника при подключении на выход нагрузки, сопротивление которой Z2= Z ; Z/2 и 2Z.
4) Определить коэффициент затухания и коэффициент фазы для указанных в п. 3 нагрузок.
|
Номер варианта |
r, Ом |
XL, Ом |
XC, Ом |
U1, В |
|
|
1 |
20 |
20 |
40 |
40 |
Решение:
Обозначаем:
Для заданного П-образного четырехполюсника - коэффициенты определяются по формулам:
Проверка:
Характеристическое сопротивление четырехполюсника:
При подаче на вход четырехполюсника напряжения ,
производим расчет параметров четырехполюсника при подключении сопротивления нагрузки
Входное сопротивление цепи:
Ток на входе цепи:
Ток на выходе цепи:
Напряжение на выходе цепи:
Рассчитываем коэффициент затухания и коэффициент фазы:
Коэффициент затухания
Коэффициент фазы
Производим расчет параметров четырехполюсника при подключении сопротивления нагрузки
Входное сопротивление цепи:
Ток на входе цепи:
Ток на выходе цепи:
Напряжение на выходе цепи:
Рассчитываем коэффициент затухания и коэффициент фазы:
Коэффициент затухания
Коэффициент фазы
Производим расчет параметров четырехполюсника при подключении сопротивления нагрузки
Входное сопротивление цепи:
Ток на входе цепи:
Ток на выходе цепи:
Напряжение на выходе цепи:
Рассчитываем коэффициент затухания и коэффициент фазы:
Коэффициент затухания
Коэффициент фазы
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет разветвленной цепи постоянного тока с одним или несколькими источниками энергии и разветвленной цепи синусоидального переменного тока. Построение векторной диаграммы по значениям токов и напряжений. Расчет трехфазной цепи переменного тока.
контрольная работа [287,5 K], добавлен 14.11.2010Порядок расчета неразветвленной электрической цепи синусоидального тока комплексным методом. Построение векторной диаграммы тока и напряжений. Анализ разветвленных электрических цепей, определение ее проводимости согласно закону Ома. Расчет мощности.
презентация [796,9 K], добавлен 25.07.2013Расчет линейной электрической цепи постоянного тока, а также электрических цепей однофазного синусоидального тока. Определение показаний ваттметров. Вычисление линейных и фазных токов в каждом трехфазном приемнике. Векторные диаграммы токов и напряжений.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 21.10.2013Параметры синусоидальных токов. Алгебра комплексных чисел и законы цепей в символической форме. Фазовые соотношения между напряжением и током. Векторные и топографические диаграммы, передача мощности от активного двухполюсника в цепи синусоидального тока.
реферат [1,3 M], добавлен 24.11.2010Метод 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 10.05.2012Расчет линейной электрической цепи постоянного тока. Уравнения по законам Кирхгофа для определения токов в ветвях. Уравнение баланса мощностей и проверка его подстановкой числовых значений. Расчет электрической цепи однофазного переменного тока.
контрольная работа [154,6 K], добавлен 31.08.2012Основные законы и методы анализа линейных цепей постоянного тока. Линейные электрические цепи синусоидального тока. Установившийся режим линейной электрической цепи, питаемой от источников синусоидальных ЭДС и токов. Трехфазная система с нагрузкой.
курсовая работа [777,7 K], добавлен 15.04.2010Определение синусоидального тока в ветвях однофазных электрических цепей методами контурных токов и узловых напряжений. Составление уравнения по II закону Кирхгофа для контурных токов. Построение графика изменения потенциала по внешнему контуру.
контрольная работа [270,7 K], добавлен 11.10.2012Составление уравнений методом контурных токов и узловых потенциалов. Определение расхождения баланса мощностей источников и потребителей в процентах. Нахождение тока короткого замыкания. Построение топографических диаграмм. Сборка схемы в среде Multisim.
контрольная работа [2,0 M], добавлен 06.08.2013Задачи 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 22.12.2010Расчет линейной электрической цепи постоянного тока. Определение токов во всех ветвях методом контурных токов и узловых напряжений. Электрические цепи однофазного тока, определение показаний ваттметров. Расчет параметров трехфазной электрической цепи.
курсовая работа [653,3 K], добавлен 02.10.2012Описание 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 27.06.2013Построение схем пассивного четырехполюсника, активного четырехполюсника, их каскадного соединения. Нахождение коэффициента передачи по напряжению. Расчет частотных характеристик и переходного процесса в электрической цепи. Анализ цепи в переходном режиме.
курсовая работа [236,4 K], добавлен 23.09.2014Расчет короткого замыкания и его параметров в электроустановках напряжением до 1 кВ. Определение действующего значения периодической слагающей тока короткого замыкания в произвольный момент времени. Построение векторных диаграмм токов и напряжений.
курсовая работа [431,9 K], добавлен 21.08.2012Порядок 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 25.10.2010Метод уравнений Кирхгофа. Баланс мощностей электрической цепи. Сущность метода контурных токов. Каноническая форма записи уравнений контурных токов. Метод узловых напряжений (потенциалов). Матричная форма узловых напряжений. Определение токов ветвей.
реферат [108,5 K], добавлен 11.11.2010Практические рекомендации по расчету сложных электрических цепей постоянного тока методами наложения токов и контурных токов. Особенности составления баланса мощностей для электрической схемы. Методика расчета реальных токов в ветвях электрической цепи.
лабораторная работа [27,5 K], добавлен 12.01.2010Расчет простейшей и сложной электрической цепи. Определение симметричного режима трехфазной цепи. Анализ синусоидального тока методом симметричных составляющих. Построение векторно-топографической диаграммы. Проверка баланса активных реактивных мощностей.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 15.09.2014Определение тока методом эквивалентного генератора в ветвях цепи. "Базовая" частота, коэффициент, задающий ее значение в источниках. Расчет электрической цепи без учета взаимно индуктивных связей в ветвях, методом узловых напряжений и контурных токов.
контрольная работа [44,2 K], добавлен 07.10.2010Расчет эквивалентных параметров цепей переменного тока. Применение символического метода расчета цепей синусоидального тока. Проверка баланса мощностей. Исследование резонансных явлений в электрических цепях. Построение векторных топографических диаграмм.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 09.02.2013
