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:
48
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
1.89 Mб
Скачать

4.3.

 

 

 

 

 

E 2

 

 

 

Определить ток I5 в схеме

 

 

 

 

E 1

 

 

 

 

с параметрами:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E1 E3 20 В ; E2 10 В ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R 1

 

R

 

 

 

R 2 R1 R2 20 Ом ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

R3 R4 10 Ом ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R 4

 

E 5

 

 

 

R5 20 Ом ; E5 20 В .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.4.

b

e 2 (t)

R 1

L 1

R 2

 

i 2

4.5.

e 2 (t)

R 1

L 1 C 2 i 1

J 3 (t)

a

C 3

J 3 (t)

Методом законов

Кирхгофа

определить

ток

i2

t

и

напряжение

ua b t

на

зажи-

мах источника тока. Пара-

метры

 

 

 

 

 

цепи:

 

t 10

 

 

 

 

sin t 90 В ;

e

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

J3 t 2

 

 

 

 

 

2 sin t А ;

 

R1 R2 X L1 X C 3 10 Ом .

Методом

 

 

контурных

токов

определить ток i1 t

. Пара-

метры

 

 

 

 

 

цепи:

e2

t 20sin t В;

 

J3

t 1cos t А ;

 

R1

X L1

20 Ом ;

 

X C 2 40 Ом .

31

4.6.

C 3

 

1

2

 

i 3

 

e 1 (t)

J 2 (t)

e 4 (t)

C 5

R 1

0

Методом узловых потенциалов рассчитать ток i3 t и записать в ком-

плексной форме потенциалы точек 1 и 2. Параметры цепи:

e1 t 102 sin t В ; e4 t 102 cos t В ;

J 2 t 2 sin t 90 А; R1 X C 3 X C 5 10 Ом .

4.7.

E 1

 

 

 

Z 1

 

Z 5

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J 5

 

 

 

Z 6

 

E 2

 

 

E 3

 

2

 

 

I 6

4

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Z 4

 

E 4

 

 

 

 

 

Укажите наиболее рациональный способ расчета тока I 6 в

комплексной схеме замещения.

4.8.

i 1

 

L 4

Определить ток i1 t

наибо-

 

 

 

 

лее рациональным методом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J 4 (t)

Параметры

цепи:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e 1 (t)

 

 

 

C 2

R1 X L1 X C 2 X C 3 10 Ом;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e1 t 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e 5 (t)

2 cos t В ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

2 sin t В ;

 

 

 

 

R 1

 

 

 

 

 

 

 

 

C 3

5

 

t 2sin t 45 А .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

4.9.

L

R

 

R

 

i1(t)

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

e1(t)

C

 

R

J(t)

Определить показание амперметра электромагнитной

системы.

Параметры

цепи: R X L

X C 10 Ом ;

e1 t 10

2 sin t В ; J t

2 cos t А .

 

4.10. В схеме задания 4.9 определить ток i1 t методом кон-

турных токов.

 

 

 

 

4.11.

jXL

 

 

 

 

 

 

R

A

 

 

 

 

 

J

 

 

-jXc

 

 

 

 

 

E3

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E1

 

 

 

 

Определить показание амперметра электромагнитной

системы. Параметры схемы замещения:

E1 10 В;

E3 j10 В ; J 5 А ; R X L 10 Ом ;

 

R1 X C 5 Ом .

33

4.12.

 

 

 

 

 

 

 

 

Определить

показание

 

 

E 1

 

E 2

 

E 3

 

 

 

вольтметра

электромаг-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нитной системы мето-

 

 

 

 

 

 

 

 

J

 

дом узловых потенциа-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лов. Параметры схемы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

замещения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z 1

 

Z 2

 

Z 3

 

 

 

E1 E2 j10 В;

 

 

I 1

 

I 2

 

I 3

 

 

 

E3 j10 В ; J 10 А ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z1 1Ом ;

Z 2 j Ом ;

Z 3 j Ом .

4.13. В схеме задания 4.12 рассчитать комплексы токов вет-

 

 

вей I 1 , I 2 , I 3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.14.

 

E1

 

 

 

 

 

 

Определить

показание

 

 

Z1

 

 

 

 

 

вольтметров

электромаг-

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

нитной системы. Пара-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

метры схемы замещения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z2

 

 

 

 

 

 

E1 100e j 30

В ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50e j 60

 

 

V1

 

 

 

 

V2

 

E

2

В ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E2

 

 

 

 

 

 

Z1 5 j10 Ом ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z 2 5 j 5 Ом . Записать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

величину входного со-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

противления схемы Z a b .

34

4.15.

 

E1

Z1

 

 

 

 

 

Определить Z a b и по-

 

 

 

 

 

 

 

 

казание

вольтметра

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

электромагнитной си-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z2

 

 

 

 

Z3

стемы.

Параметры

 

 

 

 

 

 

 

схемы

замещения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

E1 10 В;

E2 j10 В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E2

 

 

 

 

E3

E3 j 5 В ;

Z1 1Ом ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z 2

1 j Ом ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

Z 3

1 j Ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

35

ТЕМА 5. ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКИ

Пример 5.1. Определить A-параметры Г-образного четырехполюсника (рис. 5.1, а) методом холостого хода и короткого замыкания.

Решение. Воспользуемся основными уравнениями четырехполюсника в A-форме.

Параметры четырехполюсника в режиме холостого хода,

I 2 0 (рис. 5.1, б):

A

U

; A

 

 

I

.

11

 

 

U

 

 

21

 

 

U

 

 

 

 

 

2 Х

 

 

 

 

2 Х

В режиме короткого замыкания, U 2

0

1

I 1

 

Z b

I 2

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E 1

 

 

U 1

Z a

 

U 2

 

 

 

 

 

 

 

 

U 1

 

 

 

 

 

 

1’

 

а)

 

 

2’

 

1’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

I 1

Z b

 

 

 

 

 

 

 

E 1

Z a

U 1

1’

в) Рис. 5.1

(рис. 5.1, в):

I 1

2

Z a

U 2

 

 

2’

б)

 

2

 

I 2

2’

A

 

U

; A

 

 

I

.

12

 

I 2 К

2 2

 

I 2 К

 

 

 

 

36

да

I 2

Из схем (рис. 5.1, б, в) видно, что в режиме холостого хо-

U

 

U

 

 

E

 

,

 

I

 

 

 

 

E1

,

а в режиме короткого замыкания

2

1

1

 

1

Z a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U 1

 

 

E1

 

,

I

 

 

E

 

 

 

Z a Z b

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

b

 

 

Z

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

a

Z

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Используя полученные соотношения, находим:

 

 

 

A 1

;

 

 

A

 

 

 

E1 Z b

 

Z

 

; A

 

 

 

 

E1

 

1

;

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

E1

 

 

 

 

b

 

 

 

21

 

E1 Z a

 

Z a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

E1 Z b Z a Z b

1

Z b

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E1 Z a Z b

 

 

 

 

 

 

 

Z a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

Z b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

1

1

 

Z b .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z a

 

 

 

 

Z a

 

 

 

 

 

 

 

Задачи

5.1.

1

Z

2

 

U 1

U 2

1’

 

2’

5.2.

1

U 1

П

 

1’

 

Определить A-параметры пассивного четырехполюсника, если комплекс Z задан.

 

Определить A-параметры

2

пассивного симметрич-

 

ного четырехполюсника,

U 2

если известно, что

 

Z 6 j 2 Ом;

2’

Z 5 j 5 Ом.

37

5.3.

 

 

 

 

Записать

уравнения

1

I 1

jXL

I 2

2

несимметричного че-

 

 

 

 

 

тырехполюсника через

 

U 1

 

R

U 2

Z-параметры.

 

 

 

 

1’

 

 

 

2’

 

 

5.4.Для четырехполюсника задания 6.3 рассчитать A-параметры, если R X L 10 Ом.

5.5. Симметричный

четырехполюсник

с

параметрами

 

 

A 1 j ,

B 10 j 20 ,

 

C 0,1

заменить

эквива-

 

лентной схемой Т-образного четырехполюсника и

 

определить значения сопротивлений Z 1 ,

Z 2 и Z 0 .

5.6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Записать

уравнения

несим-

1

 

 

 

 

 

 

 

 

jX L

2

 

 

метричного

Г-образного че-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тырехполюсника через

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y-параметры,

 

если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– jX C

 

 

 

 

X

L

X

C

10 Ом. Составить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

матрицу Y-параметров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определить

A-параметры

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z 0

2

Z C и Г симметричного че-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тырехполюсника,

если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z 1

 

 

 

 

 

Z 2

Z1 Z 2

j10 Ом;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z 0 j 3 Ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38

5.8.

– jX C

– jX C

1

 

 

 

jX L

1’

 

 

5.9.

 

 

1

– jXC

2

R

1’

2’

Определить характеристиче- 2 ское сопротивление Z C и ко-

эффициент передачи симметричного четырехполюсника с параметрами:

X L 10 Ом; X C 20 Ом.

2’

Рассчитать коэффициент затухания и фазовый коэффициент Г-образного четырехполюсника с постоянными:

A11 1; A12 j 5 Ом;

 

 

 

 

A21 0,2 См;

A2 2

2 e j 45 .

5.10.Рассчитать характеристические параметры симметричного четырехполюсника задания 5.9.

39

ТЕМА 6. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПРИ ПЕРИОДИЧЕСКИХ НЕСИНУСОИДАЛЬНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

Пример 6.1. Определить ток в простейшей неразветвленной RLC-цепи в установившемся режиме, если напряжение на входных зажимах является периодической несинусоидальной функцией.

Решение. Представим входное напряжение в виде ряда u u0 u1 u2 uk ,

где u0 — постоянная составляющая напряжения;

 

 

uk U k m sin

k t u k

— высшая (k-я) гармоника напряже-

ния.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так

как

0 , то

Z и

постоянная

составляющая

i0 0 . Мгновенное значение k-й гармоники тока

 

 

 

 

 

 

 

ik

Ik m sin k t u k

k ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k L

 

 

 

где I

 

 

 

 

 

U k m

 

 

 

 

;

 

 

arctg

k C

 

.

k m

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

R

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R 2 k

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Искомый ток определяется суммой

i 0 i1 i2 ik .

Пример 6.2. Определить комплексную амплитуду входного тока в разветвленной цепи (рис. 6.1, а).

Решение. Воспользуемся методом комплексных амплитуд, для чего преобразуем схему (рис. 6.1, а) к эквивалентной схеме (рис. 6.1, б).

40

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]