Электрические цепи однофазного синусоидального тока
Расчёт разветвлённой электрической цепи переменного синусоидального тока классическим и комплексным методами. Исследование электрической цепи с последовательным соединением активного сопротивления и индуктивности. Векторная диаграмма тока и напряжений.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | практическая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.01.2018 |
| Размер файла | 627,3 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/
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра электротехники и электроснабжения
Теоретические основы электротехники
Модуль 3
Электрические цепи однофазного синусоидального тока
Санкт-Петербург, 2017
Задание
Расчёт электрической цепи с последовательным сопротивлением активного сопротивления R, катушки индуктивности с параметрами Lк и Rк и конденсатора ёмкостью C при входном напряжении
Рис. 1. Схема цепи
Дано:
Требуется определить:
1. Действующее значение тока и напряжений на резисторе, катушке индуктивности и на ёмкости.
2. Мгновенные значения тока и напряжений на резисторе, катушке индуктивности и на ёмкости.
3. Активную, реактивную и полную мощность цепи.
4. По результатам расчёта построить векторную диаграмму тока и напряжений.
5. Значение емкости Ср, при которой в цепи наступает резонанс напряжений.
6. Определить при резонансе действующие значения тока и напряжений.
7. Построить векторную диаграмму тока и напряжений при резонансе.
Решение. напряжение цепь электрический индуктивность
Индуктивное сопротивление катушки:
Полное сопротивление катушки:
Ёмкостное сопротивление конденсатора:
Полное сопротивление цепи:
Действующее значение тока в цепи:
Определяем действующее значение напряжения на элементах цепи:
Амплитудное значение тока:
Угол сдвига фаз между током и напряжением:
Начальная фаза тока:
Мгновенное значение тока:
Напряжение на резисторе совпадает по фазе с током:
Угол сдвига фаз между током и напряжением на катушке:
Напряжение на катушке:
Напряжение на конденсаторе:
Активная мощность цепи:
Индуктивная мощность:
Ёмкостная мощность:
Реактивная мощность:
Рис. 2. Векторная диаграмма цепи
Расчёт цепи с резонансом
При резонансе
Полное сопротивление цепи при резонансе:
Действующее значение тока в цепи:
Определяем действующее значение напряжения на элементах цепи:
Активная мощность цепи:
Индуктивная мощность:
Ёмкостная мощность:
Реактивная мощность:
Рис. 3. Векторная диаграмма при резонансе
Задание 2
Рис. 4. Схема цепи к задаче 3.3
Расчёт разветвлённой электрической цепи переменного синусоидального тока классическим и комплексным методами.
Дано: схема электрической цепи (рис. 4).
Требуется определить:
1. Действующее значение тока во всех ветвях и напряжений на всех ветвях.
2. Активную, реактивную и полную мощность цепи.
3. По результатам расчёта построить векторную диаграмму токов и напряжений.
Расчёт цепи классическим методом
Последовательно соединенные элементы в параллельных ветвях (2 и 3) преобразуем в эквивалентные параллельные. В результате схема будет иметь вид, представленный на рисунке 5.
Проводимости каждой ветви соответственно равны:
Рис. 5
Заменим параллельно соединенные активные и реактивные проводимости эквивалентными. В результате получим схему, приведенную на рисунке 6.
Рис. 6.
Параллельно соединённые проводимости и преобразуем эквивалентно в последовательные и , и получим схему, представленную на рисунке 7.
Рис. 7
Полное сопротивление цепи:
Действующее значение тока определим из выражения для полной мощности цепи:
Входное напряжение:
Найдём напряжение :
Найдём действующие значения токов :
Найдём действующие напряжения на элементах цепи:
Расчёт цепи символическим методом
Комплексное сопротивление ветвей 2 и 3:
Полное сопротивление цепи:
Принимаем начальную фазу тока
Напряжение на входе:
Определим токи по закону Ома:
Определим активную, реактивную и полную мощность цепи.
Рис. 8. Векторная диаграмма цепи
Лабораторная работа
Исследование электрической цепи с последовательным соединением активного сопротивления, индуктивности и ёмкости
Цель работы: физическое моделирование электромагнитных процессов однофазного синусоидального тока и экспериментальная проверка
результатов расчёта индивидуального задания 3.1.
Программа работы:
1. Измерение тока, напряжений, активной мощности и угла сдвига
фаз в электрической цепи с последовательным соединением активного сопротивления, индуктивности и ёмкости при заданном в индивидуальном задании 3.1 значении ёмкости С (при отсутствии в цепи резонанса напряжений).
2. Измерение тока, напряжений, активной мощности и угла сдвига фаз в электрической цепи с последовательным соединением активного сопротивления, индуктивности и ёмкости при резонансе напряжений.
Указания по подготовке к лабораторной работе.
1. Выполнить индивидуальное задание 3.1.
2. Изучить содержание лабораторной работы 3.1.
3. В отчёте к лабораторной работе 3.1:
3.1. Начертить схему электрической цепи.
3.2. Подготовить таблицы опытных и расчётных данных 4 и 6. В
таблицу 4 занести расчётные данные.
3.3. Подготовить таблицу измерений 5.
Для выполнения п. 1 программы надо подключить цепь к источнику синусоидального напряжения, предварительно установив лабораторный автогрансформатор (ЛАТР) в исходное нулевое положение. Затем ЛАТРом устанавливают заданное входное напряжение U = 110 В и записывают в
таблицу измерений 5 показания всех приборов. Для измерения
напряжений на резисторе, на катушке индуктивности и на
конденсаторе используют вольтметр V2, поочерёдно подключая его к резистору, катушке и конденсатору. Значения измерительных величин переносят из таблицы 5 в таблицу 6 с расчетными данными, сравнивая результаты опыта с результатами расчёта.
Таблица 4. Расчётные данные
|
Режим |
U, В |
I, А |
UR, В |
UК, В |
UC, В |
P, Вт |
||
|
заданный |
110 |
1,26 |
63 |
126 |
50,2 |
101,6 |
42,7 |
|
|
резонанс |
110 |
1,72 |
86 |
172 |
170,1 |
189,3 |
0 |
Таблица 5. Измеренные данные
|
Режим |
U, В |
I, А |
UR, В |
UК, В |
UC, В |
P, Вт |
||
|
заданный |
110 |
1,28 |
66 |
138 |
60 |
99 |
44 |
|
|
резонанс |
110 |
1,78 |
84 |
190 |
190 |
180 |
0 |
Таблица 6. Измеренные и расчётные данные
|
Режим |
U, В |
I, А |
UR, В |
UК, В |
UC, В |
P, Вт |
|||
|
заданный |
расчёт |
110 |
1,26 |
63 |
126 |
50,2 |
101,6 |
42,7 |
|
|
измер. |
110 |
1,28 |
66 |
138 |
60 |
99 |
44 |
||
|
резонанс |
расчёт |
110 |
1,72 |
86 |
172 |
170,1 |
189,3 |
0 |
|
|
измер. |
110 |
1,78 |
84 |
190 |
190 |
180 |
0 |
Вывод. Измеренные и расчётные данные совпадают в пределах точности измерений.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Влияние величины индуктивности катушки на электрические параметры цепи однофазного синусоидального напряжения, содержащей последовательно соединенные катушки индуктивности и конденсатор. Опытное определение условий возникновения резонанса напряжений.
лабораторная работа [105,2 K], добавлен 22.11.2010Задачи 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 22.12.2010Исследование характера изменений параметров электрической цепи. Составление компьютерной схемы. Построение графиков при изменении величины активного сопротивления и индуктивности катушки. Исследование при изменении величины активного сопротивления.
лабораторная работа [733,7 K], добавлен 11.01.2014Исследование основных особенностей электромагнитных процессов в цепях переменного тока. Характеристика электрических однофазных цепей синусоидального тока. Расчет сложной электрической цепи постоянного тока. Составление полной системы уравнений Кирхгофа.
реферат [122,8 K], добавлен 27.07.2013Порядок 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 25.07.2013Порядок 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 25.10.2010Переменные электрические величины, их значения в любой момент времени. Изменение синусоидов тока во времени. Элементы R, L и C в цепи синусоидального тока и фазовые соотношения между их напряжением и током. Диаграмма изменения мгновенных значений тока.
курсовая работа [403,1 K], добавлен 07.12.2011Изучение процессов в электрической однофазной цепи с параллельным соединением приемников, содержащих индуктивные и емкостные элементы, при различном соотношении их параметров. Опытное определение условий достижения в данной цепи явления резонанса тока.
лабораторная работа [104,7 K], добавлен 22.11.2010Основные 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 15.04.2010Расчет 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 14.11.2010Расчет 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 05.07.2014Изучение неразветвленной цепи переменного тока, построение векторных диаграмм. Определение фазового сдвига векторов напряжений на активном и емкостном сопротивлении. Подключение к генератору трёхфазного напряжения и подача синусоидального напряжения.
лабораторная работа [164,3 K], добавлен 12.01.2010Метод 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 10.05.2012Расчёт токов и напряжений цепи. Векторные диаграммы токов и напряжений. Расчёт индуктивностей и ёмкостей цепи, её мощностей. Выражения мгновенных значений тока неразветвлённой части цепи со смешанным соединением элементов для входного напряжения.
контрольная работа [376,9 K], добавлен 14.10.2012Явление резонанса в цепи переменного тока. Проверка закона Ома для цепи переменного тока. Незатухающие вынужденные электрические колебания. Колебательный контур. Полное сопротивление цепи.
лабораторная работа [46,9 K], добавлен 18.07.2007Исследование процессов, происходящих в простейших электрических цепях переменного тока, содержащих последовательное соединение активных и индуктивных сопротивлений. Измерение общей силы тока, активной и реактивной мощности; векторная диаграмма напряжений.
лабораторная работа [79,2 K], добавлен 11.05.2013Решение задач: линейные электрические цепи постоянного и синусоидального тока и трехфазные электрические цепи синусоидального тока. Метод контурных токов и узловых потенциалов. Условия задач, схемы электрических цепей, поэтапное решение и проверка.
курсовая работа [86,5 K], добавлен 23.10.2008Элементы R, L, C в цепи синусоидального тока и фазовые соотношения между их напряжением и током. Методы расчета электрических цепей. Составление уравнений по законам Кирхгофа. Метод расчёта электрических цепей с использованием принципа суперпозиции.
курсовая работа [604,3 K], добавлен 11.10.2013Расчет 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 02.10.2012Определение влияния активного, индуктивного и емкостного сопротивления на мощность и сдвиг фаз между током и напряжением в электрической цепи переменного тока. Экспериментальное исследование резонансных явлений в параллельном колебательном контуре.
лабораторная работа [393,4 K], добавлен 11.07.2013
