Тема 4.1. Начальные сведения о переменном токе
Цель: Применение знаний, формирование умений и навыков решения задач.
Форма работы: Изучение теоретического материала для решения задач.Ответить на поставленные вопросы. Изучение метода решения по заданному образцу и решение задач.
1.Образец решения задач:
Задача 1. Электрическая цепь, показанная на рис. 6.8, питается от источника синусоидального тока с частотой 200 Гц и напряжением 120 В. Дано: R = 4 Ом, L = 6,37 мГн, C = 159 мкФ.
Вычислить ток в цепи, напряжения на всех участках, активную, реактивную, и полную мощности. Построить векторную диаграмму, треугольники сопротивлений и мощностей.
Анализ и решение задачи:
1. Вычисление сопротивлений участков и всей цепи
Индуктивное реактивное сопротивление
XL = 2πf L = 2×3,14×200×6,37·10-3 Ом.
Емкостное реактивное сопротивление
XC = 1 / (2πf C) = 1 / (2×3,14×200×159·10-6) Ом.
Реактивное и полное сопротивления всей цепи:
X
= XL
- XC
=
3 О;
м;
Ом.
2. Вычисление тока и напряжений на участках цепи
Ток в цепи
I = U / Z = 120 / 5 А.
Напряжения на участках:
U1 = R I = 96 В; U2 = XL I = 192 В; U3 = XC I = 120 В.
3. Вычисление мощностей
Активная мощность
P = R I2 = U1 I = 2304 Вт.
Реактивные мощности:
QL = XL I2 = U2 I = 4608 ВАр; QC = XC I2 = U3 I = 2880 ВАр.
Полная мощность цепи
ВА.
2. Вопросы для подготовки к занятиям
1. Как рассчитать ток, потребляемый из сети, при параллельном соединении резистора, индуктивной катушки и конденсатора, если параметры потребителей и приложенное напряжение известны?
2. Как рассчитать активную и реактивную составляющие тока отдельной ветви и общего тока, если известны параметры параллельно включенных потребителей и приложенное напряжение?
3. Построить векторные диаграммы токов и напряжений для цепей, содержащих параллельное соединение R и L, R и C, реальной катушки (с активным сопротивлением R и индуктивностью L) и C.
4. Что такое коэффициент мощности потребителя? Объяснить экономическое значение коэффициента мощности.
5. Как рассчитать коэффициент мощности цепи, если известны параметры параллельно включенных потребителей энергии?
6. Как рассчитать активную, реактивную и полную мощности цепи при параллельном соединении потребителей, параметры которых известны?
7. Как повысить коэффициент мощности цепи?
8. С какой целью повышают коэффициент мощности цепи?
9. Как рассчитать необходимую емкость конденсатора, включенного для полной компенсации реактивной энергии?
10. Как должен изменяться потребляемый из сети ток при повышении коэффициента мощности цепи?
11. Изменится ли ток в цепи потребителя, если к нему параллельно подключить конденсатор?
12. Как изменится потребляемая из сети активная мощность при подключении параллельно индуктивной катушке: а) резистора, б) конденсатора?
13. Каковы принципы расчета цепей переменного тока комплексным методом?
Задача для самостоятельного решения:
Для схемы по рисунку определить UL, если задано: U = 10 В; UR = 6 В; UC = 2 В; а XL > XC.
Порядок проверки, защиты самостоятельной работы: работа оформляется письменно на листах А 4 в папку для СРС защита письменно в течение 10 дней
Литература: 1.И.М. Бондарь. «Электротехника и электроника;
2.И.А.Данилов, П.М. Иванов. «Общая электротехника с основами электроники»;
3. Е.А. Лоторейчук, «Теоретические основы электротехники»;
4.О.А. Теплякова «Электротехника и электроника»