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 14.11.2010

  • Основные 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 07.02.2013

  • Порядок 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 25.07.2013

  • Расчет 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 06.01.2011

  • Схема 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 13.02.2012

  • Составление 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 25.12.2012

  • Расчет 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 12.10.2013

  • Расчет 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 05.07.2014

  • Расчет 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 25.07.2013

  • Расчет 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

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.