Розрахунок миттєвих значень струмів
Розрахунок струмів методом рівнянь Кірхгофу. Особливість перевірки балансу потужностей. Визначення струмів способом контурних струмів. Знаходження комплексів повних опорів кожної гілки. Обрахунок напруги холостого ходу методом еквівалентного генератора.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 14.12.2019 |
| Размер файла | 237,8 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/
Для схеми, обраної згідно з варіантом, виконати:
1. Розрахувати миттєві значення струмів в колі методом рівнянь Кірхгофу.
2. Розрахувати миттєві значення струмів в колі методом контурних струмів.
3. Розрахувати миттєві значення струмів в колі методом вузлових напруг.
4. Перевірити виконання балансу потужності.
5. Для будь-якого контуру, що включає джерело напруги, побудувати векторну діаграму струмів і напруг.
6. Зробити висновки по роботі
Варіанти параметрів елементів
|
Варіант |
Элементи кола |
Параметри джерела |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
1 |
2 |
, |
f, |
, …? |
||
|
mH |
mH |
F |
F |
||||||||
|
9 |
70 |
15 |
20 |
4 |
3 |
3.4 |
3.6 |
180 |
2.0 |
120 |
Схема 1
Програма роботи
Для схеми, обраної згідно з варіантом, виконати:
1. Розрахувати миттєві значення струмів в колі методом рівнянь Кірхгофу.
2. Розрахувати миттєві значення струмів в колі методом контурних струмів.
3. Розрахувати миттєві значення струмів в колі методом вузлових напруг.
4. Перевірити виконання балансу потужності.
5. Для будь-якого контуру, що включає джерело напруги, побудувати векторну діаграму струмів і напруг.
6. Зробити висновки по роботі
Розрахунок струмів методом рівнянь Кірхгофу
Перед початком розрахунку задаємося умовними позитивними напрямами струмів, як показано на мал.1.
Мал. 1. Умовні позитивні напрями струмів
Розраховуємо комплекси повних опорів кожної гілки :
Схема, що розраховується має п'ять гілок із п'ятьма невідомими струмами та 3 незалежних вузла. Отже, для розрахунку струмів потрібно скласти систему з п'ятьма рівняннями (2 по першому закону і 3 по другому):
Підставивши значення опорів резисторів, отримаємо розширену матрицю коефіцієнтів системи, що підлягає розв'язанню:
|
1 |
-1 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
-1 |
-1 |
0 |
|
|
70 |
20+i50.24 |
0 |
0 |
0 |
-63.83+i110.55 |
|
|
0 |
-20-i50.24 |
i37.68 |
-i22.12 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
i22.12 |
15-i23.41 |
0 |
I1 = -0.492 +1.616i
I2 = -0.245 +0.486i
I3= -0.246 +1.130i
I4= -0.301 +0.599i
I5 = 0.055 +0.531i
Розв'язуючи вказану систему, отримуємо діюче значення струмів, які наведені в таблиці 2.
Таблиця 2. Комплекси діючих значень струмів
|
Номер гілки |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Комплекси діючих значень струмів |
-0.492 +1.616i |
-0.246 +0.486i |
-0.246 +1.130i |
-0.301 +0.599i |
0.055 +0.531i |
На підставі даних таблиці 2 отримуємо миттєві значення струмів. Кожен із комплексів переводимо в показову форму. Модуль отриманого комплексу відповідае діючому значенню струму, а аргумент - його початковій фазі.
I1=1.689.e i-70
I2=0.545 e i-60
I3=1.156.e i-75
I4=0.670 .e i-60
I5=0.533.e i84
Розрахунок струмів методом контурних струмів
Схема містить три незалежні контури з трьома контурними струмами. Задамося напрямом цих струмів як показано на малюнку 2.
Враховуючи ці позитивні напрями можна записати систему рівнянь по методу контурних струмів в загальному вигляді:
Мал. 2. Умовні позитивні напрями контурних струмів
Розраховуємо власні опори контурів:
Розраховуємо загальні опори контурів:
Контурні Е.Р.С.:
Розширена матриця коефіцієнтів системи має вигляд:
|
90+i50.24 |
-20-i50.24 |
0 |
-63.83+i110.55 |
|
|
-20-i50.24 |
20+i65.80 |
i22.12 |
0 |
|
|
0 |
i22.12 |
15-i45.33 |
0 |
Розв'язуючи систему, отримаємо:
I11 = -0.492 +1.616i
I22 = -0.246 +1.129i
I33 = 0.055 +0.532i
Знаючи контурні струми, знаходимо комплекси діючих значень струмів в гілках: потужність струм напруга генератор
Порівнюючи значення струмів, отримані методом контурних струмів і методом рівнянь Кірхгофа, бачимо, що вони практично збігаються.
I1 = -0.492 +1.616i
I2 = -0.246 +0.486i
I3= -0.246 +1.130i
I4= -0.301 +0.599i
I5 = 0.055 +0.531i
Розрахунок струмів методом вузлових напруг
Схема з нумерацією вузлів і умовними позитивними напрямами вузлових напруг показана на мал. 3.
Мал. 3. Напрями вузлових напруг
Схема, що аналізується містить два незалежні вузли, тому загальний вигляд системи рівнянь для визначення вузлової напруги буде таким:
Власні провідності вузлів:
Загальні провідності вузлів:
Вузлові струми:
Розширена матриця коефіцієнтів системи має вигляд:
|
0.021-i0,044 |
-i0.027 |
-0,912+i1,579 |
|
|
-i0.027 |
0.019+i0,048 |
0 |
Розв'язавши систему, отримаємо:
U11 = -28.885 -2.718 i
U22 = -13.523 -6.882 i
Знаючи вузлові напруги, знайдемо струми гілок. Для цього скористаємося другим законом Кірхгофа. Для розрахунку струму складемо рівняння для контура, що утворений гілкою з цим струмом та вузловою напругою :
звідки отримуємо:
Для інших струмів отримаємо відповідно:
Знайдені струми збігаються з розрахованими раніше іншими методами.
Перевірка балансу потужностей
Повна потужність дорівнює:
Потужність, що генерується:
Потужність, що споживається:
Відсоток похибки складає:
Баланс потужностей виконується, що свідчить про правильність розрахунку струмів.
Розрахунок струму методом еквівалентного генератора
Розраховуємо комплекси повних опорів кожної гілки :
Знайдемо струм методом еквівалентного генератора. Згідно з цим струм дорівнює:
Для того, щоб знайти параметри еквівалентного генератора та
розриваємо гілку 2.(мал. 4).
Після розриву гілки 2 схема спрощується: резистор , котушка та котушка тепер утворюють одну гілку із струмом .
Мал. 4. Схема для методу еквівалентного генератора
Розрахуємо напругу холостого ходу, склавши рівняння другого закону Кірхгофа:
Для того, щоб розрахувати , необхідно знати струм .
Після розриву гілки 2 схема містить два незалежні контури і один незалежний вузол. Тому розрахуємо струми методом вузлової напруги. Рівняння в загальному вигляді буде таким:
або
Власна провідність вузла:
Вузловий струм:
Рівняння має вигляд:
Знаючи вузлову напругу, розрахуємо потрібний нам струм
Тепер можна знайти:
Для розрахунку виключимо з схеми джерело енергії, залишивши його внутрішній опір. Для цього наявне в схемі джерело напруги необхідно замкнути. Схема без джерела має вигляд, показаний на мал. 5:
Мал. 5. Схема для визначення
В схемі на мал. 5 резистор та конденсатор з'єднані паралельно, тому еквівалентний опір дорівнюватиме:
Тепер можна визначити по формулі еквівалентного генератора струм в гілці 2:
Цей струм збігається із знайденим раніше, що свідчить про правильність обчислень.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Зміст перетворень в електричних колах та їх розрахунку за допомогою рівнянь Кірхгофа. Метод контурних струмів і вузлових потенціалів. Баланс потужностей та топографічна векторна діаграма. Визначення діючих та миттєвих значень струмів у всіх вітках.
контрольная работа [157,4 K], добавлен 19.08.2011Визначення струмів на всіх ділянках кола за допомогою рівнянь Кірхгофа і методу контурних струмів. Знаходження напруги на джерелі електрорушійної сили. Перевірка вірності розрахунку розгалуженого електричного кола шляхом використання балансу потужностей.
контрольная работа [333,8 K], добавлен 10.12.2010Складання схем заміщення прямої, зворотньої та нульової послідовностей і розрахунок опорів їх елементів. Розрахунок надперехідних і ударних струмів КЗ від енергосистеми. Побудова векторних діаграм струмів КЗ і напруг по місцю несиметричного КЗ.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.02.2013Розрахунок напруги i струмів електричних кіл в режимi синусоїдального струму на частотах. Векторні діаграми струмів в гілках ЕК. Розрахунок вхідного опору кола. Обчислення падіння напруги на елементі. Комплексна та активна потужність електричного кола.
контрольная работа [341,3 K], добавлен 06.11.2016Визначення коефіцієнтів у формі А методом контурних струмів. Визначення сталих чотириполюсника за опорами холостого ходу та короткого замикання. Визначення комплексного коефіцієнта передачі напруги, основних частотних характеристик чотириполюсника.
курсовая работа [284,0 K], добавлен 24.11.2015Системи рівнянь для розрахунку струмів і напруг в простому і складному електричних колах. Умови використання методу обігу матриці і формул Крамера. Оцінка вірогідності значення струмів згідно закону Кіргхофа. Знаходження комплексного коефіцієнта передачі.
курсовая работа [255,3 K], добавлен 28.11.2010Перетворення у схемі; заміна джерела струму на еквівалентне; система рівнянь за законами Кірхгофа. Розрахунок струмів холостого ходу методами двох вузлів, вузлових потенціалів і еквівалентного генератора; їх порівняння. Визначення показань вольтметрів.
курсовая работа [85,3 K], добавлен 30.08.2012Застосування автономних інверторів напруги, асинхронних електродвигунів. Силова схема тягового електропривода локомотива, форми живлячої напруги. Розрахунок фазних струмів двофазної системи "автономний інвертор напруги - асинхронний електродвигун".
курсовая работа [548,4 K], добавлен 10.11.2012Визначення резонансної частоти, хвильового опору та смуги пропускання контуру, напруги та потужності на його елементах. Побудова векторних діаграм для струмів та напруг. Трикутники опорів та потужностей для частот. Графіки для функціональних залежностей.
контрольная работа [866,6 K], добавлен 10.05.2013Розрахунок струмів нормальних режимів і параметрів ліній. Визначення струмів міжфазних коротких замикань та при однофазних замиканнях на землю. Розрахунок релейних захистів. Загальна схемотехніка релейних захистів. Релейна автоматика кабельних ліній.
доклад [137,5 K], добавлен 22.03.2015Вибір та обґрунтування силової схеми тягового електропривода локомотива. Удосконалення сучасних систем асинхронного електропривода. Вибір форми напруги для живлення автономного інвертора. Розрахунок фазних струмів двофазної системи. Гармоніки напруги.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 10.11.2012Характеристика цеху, опис технологічного процесу. розподіл електричних навантажень. Розробка принципової схеми живлення, вибір компенсуючих пристроїв. Вибір номінальних струмів. Комутаційна та захисна апаратура. Розрахунок струмів та заземлення.
курсовая работа [504,4 K], добавлен 26.11.2014Вибір трансформаторів підстанції. Розрахунок струмів КЗ. Обмеження струмів КЗ. Вибір перерізів кабельних ліній. Вибір електричних апаратів і провідників розподільчих пристроїв. Вибір трансформаторів струму. Вибір шин і ізоляторів. Власні потреби підстанці
курсовая работа [560,2 K], добавлен 19.04.2007Визначення вхідної напруги та коефіцієнтів заповнення імпульсів. Визначення індуктивності дроселя і ємності фільтрувального конденсатора. Визначення струмів реактивних елементів. Розрахунок підсилювача неузгодженості, широтно-імпульсного модулятора.
курсовая работа [13,9 M], добавлен 10.01.2015Розроблення конфігурацій електричних мереж. Розрахунок струмів та напруг на ділянках без урахування втрат та вибір проводів для схем. Особливість вибору трансформаторів. Визначення потужності та падіння напруги на ділянках мережі для схем А і Б.
курсовая работа [4,9 M], добавлен 17.12.2021Визначення навантаження на вводах в приміщеннях і по об’єктах в цілому. Розрахунок допустимих витрат напруги. Вибір кількості та потужності силових трансформаторів. Розрахунок струмів однофазного короткого замикання. Вибір вимикача навантаження.
дипломная работа [150,2 K], добавлен 07.06.2014Формування системи нелінійних алгебраїчних рівнянь вузлових напруг у формі балансу струмів, у формі балансу потужностей. Імовірність події перевищення активної потужності максимальної потужності. Дійсна максимальна потужність трансформаторної підстанції.
контрольная работа [1,5 M], добавлен 04.05.2014Розрахунок навантажень для групи житлових будинків. Розрахунок потужності зовнішнього освітлення населеного пункту. Визначення розрахункової потужності силових трансформаторів. Розрахунок струмів короткого замикання. Схема заміщення електричної мережі.
методичка [152,8 K], добавлен 10.11.2008Вибір схеми приєднання силового трансформатора до мережі. Аналіз пошкоджень і ненормальних режимів роботи підстанції. Вибір реле захисту лінії високої напруги. Розрахунок струмів короткого замикання при роботі системи з максимальним навантаженням.
курсовая работа [737,3 K], добавлен 21.01.2013Вибір потужностей понижуючих трансформаторів підстанції, їх навантажувальна здатність. Обгрунтування принципової електричної схеми. Розрахунок струмів короткого замикання. Компонування устаткування підстанції і конструкції розподільчих пристроїв.
курсовая работа [517,3 K], добавлен 15.03.2012
