Расчет электрической цепи
Методика вычисления токов в каждой ветви исследуемой электрической цепи, а также в ее неразветвленной части. Расчет напряжения, приложенного к цепи. Определение активной, реактивной и полной мощности. Составление векторной диаграммы цепи, ее структура.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | задача |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.12.2013 |
| Размер файла | 206,5 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/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Задача
цепь мощность векторный электрический
Цепь переменного тока содержит различные элементы (резисторы, индуктивности, емкости), образующие две параллельные ветви. Начертить эквивалентную схему цепи и определить следующие параметры, относящиеся к данной цепи, если они не заданы в таблице: 1) Токи I1 и I2 в каждой ветви 2) ток I в неразветвленной части цепи 3) напряжение U, приложенное к цепи 4) активную Р, активную Q и полную S мощности, потребляемые всей цепью. Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и пояснить ее построение.
r1=5 ОМ, r2=3 ОМ, XL1=6 OM, XC2=4 OM, дополнительный параметр IL1=2 A
Дано:
R1 = 5 Ом
R2 = 3 Ом
XL1 = 6 Ом
XC2 = 4 Ом
IL1 = 2 А
____________________
In, U, P, Q, S, ВД - ?
Решение
1. Изображаем эквивалентную схему цепи в соответствии с заданием. Показываем токи в ветвях.
В схеме I1 ? IL1 = 2 А
2. Выполняем расчет первой ветви.
Эквивалентное активное сопротивление:
Rэ1 = R2 + R1 = 3 + 5 = 8 Ом
Полное сопротивление ветви:
Z1 = v(Rэ12 + XL12) = v(82 + 62) = 10 Ом
Коэффициент мощности ветви и синус угла сдвига фаз:
cos(ц1) = Rэ1/Z1 = 8/10 = 0,8
sin(ц1) = XL1/Z1 = 6/10 = 0,6
Активная и реактивная составляющие тока первой ветви.
Ia1 = I1•cos(ц1) = 2•0,8 = 1,6 А
Ip1 = I1•sin(ц1) = 2•0,6 = 1,2 А
3. Используя закон Ома, находим напряжение первой ветви (оно же напряжение всей сети).
U = I1•Z1 = 2•10 = 20 В
4. Аналогично первой ветви выполняем расчет второй ветви, считая емкостное сопротивление конденсатора отрицательным.
Z2 = v(R22 + XC22) = v(32 + (-4)2) = 5 Ом
I2 = U/Z2 = 20/5 = 4 А
cos(ц2) = R2/Z2 = 3/5 = 0,6
sin(ц2) = XC2/Z2 = -4/5 = -0,8
Ia2 = I2•cos(ц2) = 4•0,6 = 2,4 А
Ip2 = I2•sin(ц2) = 4•(-0,8) = -3,2 А
5. Принимаем для напряжения сети нулевую начальную фазу. Строим в масштабе векторную диаграмму. Напряжение сети откладываем по горизонтали. Активные составляющие токов совпадают с напряжением по фазе, емкостная реактивная составляющая тока опережает напряжение по фазе на 90?, а индуктивная составляющая тока отстает от напряжения по фазе на 90?. Сумма активной и реактивной составляющей дает вектор тока ветви. Сумма векторов токов ветвей дает вектор общего тока, который также представляем как сумму активной и реактивной составляющих.
6. Определяем активную и реактивную составляющие общего тока и находим общий ток.
Iа = Ia1 + Ia2 = 1,6 + 2,4 = 4 А
Ip = Ip1 + Ip2 = 1,2 + (-3,2) = -2 А
I = v(Iа2 + Ip2) = v(42 + (-2)2) = 4,472 А
Цепь носит активно-емкостный характер, так как реактивная составляющая получилась отрицательная.
7. Находим коэффициент мощности цепи, синус угла сдвига фаз и мощности, потребляемую цепью.
cos(ц) = Iа/I = 4/4,472 = 0,894
sin(ц) = Ip/I = -2/4,472 = -0,447
P = U•I•cos(ц) = 20•4,472•0,894 = 80 Вт
Q = U•I•sin(ц) = 20•4,472•(-0,447) = -40 ВАр
S = v(P2 + Q2) = v(802 + (-40)2) = 89,44 ВА
Проверка
S = U•I = 20•4,472 = 89,44 ВА
8. Для проверки решения определяем угол сдвига фаз между током и напряжением.
ц = arccos0,894 = -26,6°
Угол отрицательный, так как характер цепи активно-емкостный, ток опережает напряжение по фазе.
9. Проверяем решение по векторной диаграмме (длина вектора общего тока и фазный угол).
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Моделирование 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 14.11.2010Основные 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 07.02.2013Порядок 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 25.07.2013Расчет линейной электрической цепи при периодическом несинусоидальном напряжении, активной и полной мощности сети. Порядок определения параметров несимметричной трехфазной цепи. Вычисление основных переходных процессов в линейных электрических цепях.
контрольная работа [742,6 K], добавлен 06.01.2011Схема и пример расчета простейшей электрической цепи. Проверка баланса мощности. Построение векторно-топографической диаграммы. Определение напряжения по известному току. Расчет сложной электрической цепи. Матрица инциденций и матрица параметров цепи.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 13.02.2012Составление 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 25.12.2012Расчет линейной электрической цепи при несинусоидальном входном напряжении. Действующее значение напряжения. Сопротивление цепи постоянному току. Активная мощность цепи. Расчет симметричной трехфазной электрической цепи. Ток в нейтральном проводе.
контрольная работа [1016,8 K], добавлен 12.10.2013Расчет 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 05.07.2014Расчет трехфазной цепи с несимметричной нагрузкой (звезда). Определение активной, реактивной и полной мощности, потребляемой цепью. Расчет тягового усилия электромагнита. Магнитные цепи с постоянными магнитодвижущими силами. Алгоритм расчета цепи.
презентация [1,6 M], добавлен 25.07.2013Расчет 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 06.11.2013