Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Сборник задач по теоретическим основам электротехники. Часть 1 Установившиеся режимы в линейных электрических цепях

.pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
1.89 Mб
Скачать

1.8.

 

V1

 

 

R

 

V

XC

V2

 

Чему равно показание вольтметра V, включенного на

входе

схемы,

если

UV 1 48 В,

UV 2

64 В ? Все

вольтметры

электромаг-

нитной системы.

1.9.

W A

R к

V

L к

В цепи переменного тока показания приборов на частоте

f

=

50

Гц: PW 40 Вт;

UV

80 В;

I A 2 А. Опре-

делить

параметры катушки

Rк

и Lк .

 

1.10.

 

X C

В цепи переменного то-

 

 

ка

R X C 10 Ом,

 

 

 

 

 

A

U 20 В.

Определить

 

R

показание

амперметра

 

 

 

 

электромагнитной

си-

 

 

 

 

 

 

стемы.

 

 

 

1.11.

 

 

 

Определить

эквива-

R 1

= 5

X 1 = 5

 

лентные активное R и

 

 

 

 

 

 

X 3

= 5

реактивное

X сопро-

 

 

тивления

схемы.

На

 

X 2

= 5

 

 

 

рисунке

сопротивле-

 

 

 

 

 

 

 

 

ния даны в омах.

 

11

1.12.

R 1

= 5

 

 

 

X 1

= 5

 

 

 

 

R 3 = 5

 

 

 

 

 

X 2 = 5

 

 

Определить комплекс полного сопротивления схемы. На рисунке сопротивления даны в омах.

1.13.

R

X L

 

 

 

B L

 

 

G

1.14. a

R

L

 

 

e(t)

u(t)

 

 

 

 

C

b

 

 

Определить параметры (g, bL) параллельной схемы замещения реальной катушки индуктивности с параметрами

R X L 20 Ом.

Определить амплитуду входного напряжения U m ab ,

если ток i t 1sin t А,

R X L X C 10 Ом , e t 10sin t 90 В.

1.15.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

схеме

I A 10 А,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

W

 

 

 

 

 

UV

141

В.

Эквива-

 

 

 

 

 

 

 

 

лентное сопротивление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

Z

 

 

Z

 

 

схемы

Z Э RЭ j X Э ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

RЭ X Э .

Опреде-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лить

показание ватт-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

метра.

 

 

 

12

1.16.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определить показание ват-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z 1

 

 

 

 

тметра, если U 200 В,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z 30e j 60 Ом,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z 10e j 60 Ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

Z

 

 

 

Z

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.17.

i(t)

R 1

L1

Определить I A и мгно-

 

венное

значение тока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i t ,

если U 250

В,

 

u(t)

 

 

M

X L1

5 Ом, X L 2

7 Ом,

 

 

 

 

 

 

R 2

L 2

 

R1 R2

7,5

 

Ом,

 

A

 

X M 4 Ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.18.

R 1

X1

 

Определить

напряжение

 

 

U R1 ,

если показание

вольт-

 

 

 

 

 

 

 

 

метра электромагнитной си-

 

V

X M

 

стемы

UV

120

В,

а

 

 

X 2

 

X1 X M .

 

 

 

 

R 2

 

 

 

 

 

 

 

1.19.

M

 

Определить

эквивалентную

 

 

индуктивность, если

kС В 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

а L1 , L2 ,

M — известны.

 

 

L1

L2

 

 

 

 

 

 

 

13

1.20.

M

L1 L2

Определить эквивалентную индуктивность двух параллельно соединенных катушек, если известны L1 , L2 ,

M .

1.21.

R 1

 

R 2

Определить

показа-

 

M

ние вольтметра элек-

 

 

 

 

 

 

 

тромагнитной

систе-

u(t)

 

 

 

мы

UV ,

 

если

L1

L 2

V

u t 20

2 sin t

В,

 

 

 

 

 

R1 X1 X M 10 Ом.

1.22.

R

 

Входное

сопротивление

 

 

цепи

постоянному

току

 

 

 

 

 

 

равно 40 Ом. Как изменит-

 

 

 

ся

это

 

сопротивление на

 

C

L

частоте

 

100

с–1,

 

если

 

 

 

L 0,2

Гн, C 250 мкФ?

14

1.23.

V

A

M

Две одинаковые катушки индуктивности с R1 R2 3 Ом

соединены последовательно и надеты на общий каркас. Амперметр электродинамической системы показывает ток

I A 7,5 А; X M 8 Ом. Что показывает вольтметр электродинамической системы?

kС В 1.

1.24.Как изменится коэффициент M двух катушек, если ток в одной из них увеличить в n раз?

1.25.Две последовательно соединенные катушки включены встречно, причем X1 X 2 2X M . Как изменится напряжение на зажимах цепи, если при неизменном токе уменьшить до нуля kС В ? Активным сопротивлением катушек можно пренебречь.

15

ТЕМА 2. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ. РЕЗОНАНС

В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

Пример 2.1. Заданы резонансная частота последовательного контура f0 2 МГц, ширина полосы пропускания

П f 16 кГц и сопротивление

R 12 Ом. Рассчитать пара-

метры реактивных элементов контура.

 

 

 

 

Решение. Запишем систему уравнений

 

 

f0

 

1

 

 

 

,

П f

 

f

0 R

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L C

2

LC

 

 

 

 

 

откуда индуктивность L

 

R

 

119 мкГн ,

 

 

 

2 П f

емкость С

П f

 

53 пФ .

2 f

2 R

 

0

 

Пример 2.2. Определить резонансную частоту f0 , характеристическое сопротивление , добротность Q и полосу

пропускания П f контура

 

(рис. 2.1). Параметры цепи:

L 0,2 мГн ; R 12 Ом ; С 360 пФ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R i

 

 

R

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.1

Решение. В случае малых потерь ( R ) резонансная частота, характеристическое сопротивление и полоса про-

16

пускания контуров с последовательным и с параллельным соединениями элементов совпадают.

 

f

 

 

 

1

 

 

 

593 кГц;

 

L

 

745 Ом;

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

LC

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

62,1;

П

 

 

 

f0

95,6 кГц.

 

R

 

 

 

 

 

f

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 2.3. Определить реактивное сопротивление ка-

тушки

X L

и ток амперметра I

схемы (рис. 2.2, а) в режиме

резонанса токов, если параметры цепи имеют следующие

значения:

коэффициент связи kС В 0,5 ;

сопротивление ем-

кости на

резонансной

частоте X C 1

кОм; действующее

значение входного напряжения U 1 B .

 

 

Решение. При развязке индуктивной связи катушек до-

бавляем в

ветви с индуктивностями L

— сопротивления

X M , а в ветвь с емкостью — сопротивление X M

(рис.

2.2, б).

 

 

 

 

L

M

X L

X M

 

U

C

L

X C

X L

 

 

 

 

 

R

 

U

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X M

X M

 

а)

 

 

 

R

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

 

 

Рис. 2.2

 

 

X M kС В L L 0,5 L 0,5X L .

17

По условию резонанса токов bL bC . С учетом того, что

X M

0,5X L

запишем:

 

1

 

 

1

.

 

 

 

 

 

 

X L

0,5X L

X C

0,5X L

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставив числовые значения, найдем X L X C

1кОм .

Так как входное сопротивление равно бесконечности, то входной ток равен нулю, а напряжение параллельных ветвей равно входному. Отсюда

 

 

 

 

 

I

 

 

 

U

1

 

0,66 мА .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5 X L

1.5 103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задачи

 

 

 

 

 

2.1. Функция

 

 

 

входного

сопротивления

ЭЦ

Z

 

 

 

j

 

R j L

 

. Записать выражения

АЧХ и

В Х

R j L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ФЧХ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2.

 

 

I 1

 

 

 

 

 

 

Для схемы записать выраже-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ние

коэффициента

передачи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

–jX C

 

по току k i j

I 2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

R

 

 

 

I 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3.Для схемы задания 3.2 записать выражения АЧХ и ФЧХ передаточной функции k i j .

2.4.

R 1

Записать

выражение

коэф-

 

фициента

передачи

по

 

 

 

j L

напряжению k u j U 2 .

U 1

R 2

U 2

 

U 1

 

 

2.5.Для схемы задания 3.4 записать выражения АЧХ и ФЧХ передаточной функции k u j .

18

2.6.Построить АЧХ и ФЧХ функции входного сопротивления Z В Х j R j 1C .

2.7.Построить АЧХ и ФЧХ функции входного сопротивления последовательной RLC-цепи.

2.8.R Построить АЧХ и ФЧХ

 

 

 

для коэффициента передачи

 

–jX C

 

по напряжению ku j .

 

 

U 2

 

 

 

 

 

 

 

 

U 1

 

 

 

 

 

 

 

2.9.

R 1

 

Определить

значение

со-

 

 

противления X1 , при кото-

 

 

 

 

X 2

 

ром в цепи будет резонанс.

 

X 1

 

R 10 Ом;

X

2

5 Ом.

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2.10.

R 1

X 1

Определить

значение

 

сопротивления X 2 ,

при

 

 

 

 

R 3

 

котором

в

цепи

будет

 

X 2

 

резонанс

 

 

 

токов.

 

 

R1 X1 5 Ом;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3 10 Ом.

 

 

 

2.11.

L

 

Определить

частоту f

,

при

 

 

которой в цепи будет резо-

 

 

 

 

R

 

нанс токов,

если

L 0,1

Гн,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

R 5 Ом, C 25,4 мкФ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

2.12.

X 3

2.13.

A

2.14.

A

R 1

 

Определить комплекс пол-

X 1

ного сопротивления, если

 

 

 

X 3 X 2 20 Ом,

 

 

X 2

R1 X1 10 Ом.

 

 

 

 

 

 

 

R

Как

изменится

показание

 

амперметра после размыка-

 

 

 

 

ния

ключа

S,

если

 

L

 

1

 

 

 

R L C .

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

Определить показание

I 1

L

 

амперметра

 

электро-

 

 

R

магнитной

системы.

 

 

I1 I2 10 А.

 

I 2

C

 

 

 

 

 

 

2.15.

 

R

X L

U(T)

X C

Каким должно быть соотношение между параметрами цепи (R, XL, XC) при резонансе, чтобы входное напряжение было больше напряжения на конденсаторе?

20

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]