
- •Исследование линейных электрических цепей синусоидального тока
- •Введение
- •Задача 1. Исследование электрических цепей синусоидального тока с одним источником питания
- •Исходные данные для задачи №1
- •П р и м е р
- •Задача 1. Исследование электрических цепей
- •Синусоидального тока с одним источником питания
- •Параметры цепи
- •2. Определение комплексных сопротивлений
- •3. Расчет комплексных сопротивлений параллельного участка dh
- •4. Расчет комплексного входного сопротивления
- •5. Расчет входного тока
- •6. Расчет напряжения параллельного участка dh
- •7. Расчет токов второй и третье ветвей параллельного участка
- •8. Расчет полной, реактивной и активной мощностей
- •9. Определение показаний измерительных приборов.
- •9. Построение векторной диаграммы токов и топографической диаграммы напряжений.
- •10. Исследование влияния емкостного сопротивления на токи ветвей и потребляемые мощности
- •Задача 2. Исследование резонансных режимов
- •П р и м е р Задача 2. Исследование резонансных режимов Параметры цепи
- •1. Определение резонансной частоты
- •2. Расчет токов ветвей и построение векторной диаграммы токов и напряжений при резонансной частоте
- •3. Расчет и построение частотных характеристик
- •4 . Векторные диаграммы токов и напряжений при частотах и.
- •Задача 3. Исследование сложных электрических цепей синусоидального тока
- •Параметры электрических цепей
- •П р и м е р
- •Задача 3. Исследование сложных электрических цепей
- •Синусоидального тока
- •Параметры цепи
- •1. Уравнения по законам Кирхгофа
- •2. Расчет токов ветвей
- •3. Построение топографической диаграммы напряжений и векторной диаграммы токов
- •4. Исследование влияния аргумента эдСна токи ветвей и потребляемые активные мощности
- •Библиографический список
8. Расчет полной, реактивной и активной мощностей
Расчет полной, реактивной и активной мощностей ведем по уравнениям
,
,
.
Результаты расчетов сводим в табл. 1.11.
Таблица 1.11
|
Обозначение |
Значения |
Ед. изм. |
Полная мощность |
|
2383.187 |
ВА |
Реактивная мощность |
|
675.409 |
Вар |
Активная мощность |
|
2285.476 |
Вт |
Для проверки проведенных расчетов рассчитаем активную и реактивную мощности по уравнениям
,
.
Результаты расчетов сводим в табл. 1.12.
Таблица 1.12
Потери мощности в активных сопротивлениях |
|
2285.476 |
Вт |
Потери мощности в реактивных сопротивлениях |
|
675.409 |
Вар |
Полная мощность |
|
2383.187 |
ВА |
9. Определение показаний измерительных приборов.
Показания амперметров и вольтметра равны модулям токов и модулю напряжения. Показания ваттметра равно активной мощности, потребляемой цепью.
Показания приборов сведены в табл. 1.13.
Таблица 1.13
|
Обозначение |
Значения |
Ед. изм. |
Показание амперметра на входе |
|
15.888 |
А |
Показание амперметра во второй ветви |
|
5.841 |
А |
Показание амперметра в треьей ветви |
|
11.681 |
А |
Показание вольтметра |
|
65.299 |
В |
Показание ваттметра |
|
2285.476 |
Вт |
9. Построение векторной диаграммы токов и топографической диаграммы напряжений.
Построение векторной диаграммы токов проводим в следующей последовательности:
1.
По вещественной оси откладываем активную
составляющую тока
(
,
табл. 1.14).
2.
К концу вектора
пристраиваем вектор
,
который располагается по мнимой оси в
положительном направлении (
,
табл. 1.14).
3.
Соединяем начало вектора
с концом вектора
и получаем вектор тока
.
4.
К концу вектора
пристраиваем вектор
,
который располагается по вещественной
оси в положительном направлении (
,
табл. 1.14).
5.
К концу вектора
пристраиваем вектор
,
который располагается по мнимой оси в
отрицательном направлении (
,
табл. 1.14).
6.
Соединяем начало вектора
с концом вектора
и получаем вектор тока
.
6.
Соединяем начало вектора
(начало координат) с концом вектора
и получаем вектор тока
.
Построение ведется в масштабе.
Параметры, необходимые для построения векторной диаграммы, сведены в табл. 1.14.
Таблица 1.14
Активная составляющая тока 2 ветви |
|
5.503 |
А |
Реактивная составляющая тока 2 ветви |
|
1.956 |
А |
Активная составляющая тока 3 ветви |
|
9.733 |
А |
Реактивная составляющая тока 3 ветви |
|
-6.458 |
А |
Векторная диаграмма токов построена рис. 1.2.
Рис. 1.2. Векторная диаграмма токов
Построение топографической диаграммы напряжений проводим в следующей последовательности:
1.
Точку h
условно
заземляем, что позволяет потенциал это
точки приравнять нулю
.
2. Потенциал токи m определяется уравнением
.
где,
,
-модуль, активная часть
и реактивная части потенциала точки m
,
,
3.
Из начала координат (точка h)
проводим вектор
по вещественной оси в положительном
направлении (
,
табл. 1.15).
4.
К концу вектора
пристраиваем вектор
,
который располагается по мнимой оси в
отрицательном направлении (
,
табл. 1.15).
5.
Соединяем начало вектора
с концом вектора
и получаем вектор тока
.
Вектор
отстает от вектора
тока
на
(1,57рад).
6. Потенциал токи k определяется уравнением
где,
,
-модуль, активная часть
и реактивная части потенциала точки k
,
,
.
7.
К концу вектора
пристраиваем вектор
,
который располагается по вещественной
оси в положительном направлении (
,
табл. 1.15).
8.
К концу вектора
пристраиваем вектор
,
который располагается по мнимой оси в
положительном направлении (
,
табл. 1.15).
9.
Соединяем начало вектора
с концом вектора
и получаем вектор тока
.
Вектор
параллелен вектору
тока
.
10. Потенциал токи d определяется уравнением
где,
,
-модуль, активная часть
и реактивная части потенциала точки d
,
,
.
11.
К концу вектора
пристраиваем вектор
,
который располагается по вещественной
оси в отрицательном направлении (
,
табл. 1.15).
12.
К концу вектора
пристраиваем вектор
,
который располагается по мнимой оси в
положительном направлении (
,
табл. 1.15).
13.
Соединяем начало вектора
с концом вектора
и получаем вектор тока
.
Вектор
опережает вектор тока
на
(1,57рад).
14. Потенциал токи с определяется уравнением
,
где,
,
-модуль, активная и
реактивная части потенциала точки с
,
,
15.
К концу вектора
пристраиваем вектор
,
который располагается по вещественной
оси в отрицательном направлении (
,
табл. 1.15).
16
К концу вектора
пристраиваем вектор
,
который располагается по мнимой оси в
отрицательном направлении (
,
табл. 1.15).
17.
Соединяем начало вектора
с концом вектора
и получаем вектор тока
.
Вектор
отстает от вектора
тока
на
(1,57рад).
18. Потенциал токи b определяется уравнением
где,
,
-модуль, активная и
реактивная части потенциала точки b
,
,
.
19.
К концу вектора
пристраиваем вектор
,
который располагается по вещественной
оси в положительном направлении (
,
табл. 1.15).
20.
К концу вектора
пристраиваем вектор
,
который располагается по мнимой оси в
отрицательном направлении (
,
табл. 1.15).
21.
Соединяем начало вектора
с концом вектора
и получаем вектор тока
.
Вектор
параллелен вектору
тока
.
22. Потенциал токи a определяется уравнением
где,
,
-модуль, активная часть
и реактивная части потенциала точки a
,
,
.
23.
К концу вектора
пристраиваем вектор
,
который располагается по вещественной
оси в положительном направлении (
,
табл. 1.15).
24.
К концу вектора
пристраиваем вектор
,
который располагается по мнимой оси в
положительном направлении (
,
табл. 1.15).
25.
Соединяем начало вектора
с концом вектора
и получаем вектор тока
.
Вектор
опережает вектор тока
на
(1,57рад).
26. Потенциал токи f определяется уравнением
.
где,
,
-модуль, активная и
реактивная части потенциала точки f
,
,
27.
Из начала координат (точка h)
проводим вектор
по вещественной оси в отрицательном
направлении (
,
табл. 1.15).
28.
К концу вектора
пристраиваем вектор
,
который располагается по мнимой оси в
отрицательном направлении (
,
табл. 1.15).
29.
Соединяем начало вектора
с концом вектора
и получаем вектор тока
.
Вектор
отстает от вектора
тока
на
(1,57рад).
30. Потенциал токи e определяется уравнением
где,
,
-модуль, активная часть
и реактивная части потенциала точки k
,
,
.
31.
К концу вектора
пристраиваем вектор
,
который располагается по вещественной
оси в положительном направлении (
,
табл. 1.15).
32.
К концу вектора
пристраиваем вектор
,
который располагается по мнимой оси в
отрицательном направлении (
,
табл. 1.15).
33.
Соединяем начало вектора
с концом вектора
и получаем вектор тока
.
Вектор
параллелен вектору
тока
.
34.
Соединяем начало координат с точкой а
и получаем
вектор входного напряжения
.
Примечание.
Точка а должна лежать на вещественной
оси, так как аргумент входного напряжения
Построение ведется в масштабе.
Параметры, необходимые для построения векторной диаграммы, сведены в табл. 1.15.
Таблица 1.15
|
Обозначение |
Значения |
Ед. изм. |
Число |
|
1.571 |
В |
Модуль потенциала точки m |
|
58.405 |
В |
Активная часть потенциала точки m |
|
19.557 |
В |
Реактивная часть потенциала точки m |
|
-55.033 |
В |
Модуль потенциала точки k |
|
58.405 |
В |
Активная часть потенциала точки k |
|
55.033 |
В |
Реактивная часть потенциала точки k |
|
19.557 |
В |
Модуль потенциала точки d |
|
29.203 |
В |
Активная часть потенциала точки d |
|
-9.779 |
В |
Реактивная часть потенциала точки d |
|
27.517 |
В |
Модуль потенциала точки c |
|
127.103 |
В |
Активная часть потенциала точки c |
|
-36.022 |
В |
Реактивная часть потенциала точки c |
|
-121.892 |
В |
Модуль потенциала точки b |
|
79.440 |
В |
Активная часть потенциала точки b |
|
76.183 |
В |
Реактивная часть потенциала точки b |
|
-22.514 |
В |
Модуль потенциала точки a |
|
158.879 |
В |
Активная часть потенциала точки a |
|
45.027 |
В |
Реактивная часть потенциала точки a |
|
152.365 |
В |
Модуль потенциала точки f |
|
29.203 |
В |
Активная часть потенциала точки f |
|
-16.146 |
В |
Реактивная часть потенциала точкиf |
|
-24.333 |
В |
Модуль потенциала точки e |
|
58.405 |
В |
Активная часть потенциала точки e |
|
48.666 |
В |
Реактивная часть потенциала точки e |
|
-32.292 |
В |
Топографическая диаграмма напряжений построена рис. 1.3.
Рис. 1.3. Топографическая диаграмма напряжений и векторная диаграмма токов