Семинар 4-А (1)
.pdfСеминар 4-А Цепи со взаимной индуктивностью
Пример 1
Дано:
XL1=10 Ом
XL2=20 Ом Xm=5 Ом r1=r2=10 Ом
I =1A
Найти: напряжение при а) согласном и б) встречном включении. Построить векторные диаграммы.
а) Uк1 =Ur1 +UL1 +Um = I (r1 + jxL1 + jxm )
U |
к2 |
=U |
r 2 |
+U |
L2 |
+U |
m |
= I (r |
+ jx |
+ jx |
) |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
L |
|
m |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
U =U |
к1 |
+U |
к 2 |
= I (r + r ) + I ( jx |
L |
+ jx |
L |
+ 2 jx |
m |
) = |
|||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
=1(10 +10) + j(10 + 20 +10) = 20 + 40 j |
B |
|
|
б) |
Uк1 =Ur1 +UL1 +Um |
= I (r1 |
+ jxL |
− jxm ) |
|
|
|
1 |
|
U |
к2 |
=U |
r 2 |
+U |
L2 |
+U |
m |
= I (r |
+ jx |
− jx |
) |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
L |
|
m |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
U =U |
к1 |
+U |
к 2 |
= I (r + r ) + I ( jx |
L |
+ jx |
L |
− 2 jx |
m |
) = |
|||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
=1(10 +10) + j(10 + 20 −10) = 20 + 20 j |
B |
|
|
Пример 2 (2.92)
Дано:
X |
C |
= 35 Ом |
|
|
X |
L |
= 20 Ом |
|
1 |
|
XL = 60 Ом |
||
|
|
2 |
X m =10 Ом |
||
r3 = 20 Ом |
||
I |
2 |
=1 A |
|
|
Найти: |
E, I1, I3 −? |
I |
= I |
2 |
+ I |
3 |
=1+ I |
3 |
1 |
|
|
|
По 2-у закону Кирхгофа:
I |
3 |
20 = I |
2 |
|
||
|
|
|
|
|||
I |
|
= |
50 j |
|
||
3 |
20 +10 |
|||||
|
|
|||||
|
|
|
j60 − I |
10 j = I |
2 |
j60 − j10(1+ I |
) = 60 j −10 j −10 j I |
3 |
|||
|
|
1 |
|
|
3 |
|
||
|
= |
50 j(20 −10 j) |
= 1+2j A |
|
|
|||
j |
400 +100 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
I |
=1+1+ 2 j = 2 + 2 j = 2 |
2 45 A |
1 |
|
|
E= I1 (− j35) + I1 j20 − I2 j10 + I2 j60 − I1 j10 = (2 + 2 j)(−25 j) +50 j 1 =
=−50 j + 50 + 50 j = 50 B
Пример 3 (2.86)
Дано: x1=20 Ом x2=10 Ом К=0,5 x3=10 Ом
e(t)=100sinωt В Uv – ?
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K = |
|
m |
x |
|
= K |
x |
x |
= 0,5 200 = 5 |
2 Ом |
|||||||||
|
x |
x |
|
|
m |
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
||
I = |
|
|
= |
|
|
|
|
|
= − j |
|
= − j5 |
2 A |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1 |
jx1 |
− jx3 |
|
|
|
2 j(20 |
−10) |
2 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
m |
= jx |
I |
= j5 |
2 5 |
2(− j) = 50 B |
|
m |
1 |
|
|
|
UV =UC −Um = −10 j(−52 j) −50 = −502 −50 = −120,71 B
Пример 4 (2.91)
а)
Дано: xc=40 Ом x1=50 Ом x2=40 Ом xm=10 Ом r=30 Ом
Найти: Zвх – ?
|
|
I3 = I1 + I2 |
(1) |
|
−I3 |
jxC + I2 r + (I2 jx2 |
+ I1 jxm ) = 0 (2) |
|
|||
|
|
jx1 + I2 jxm − I2 jx2 − I1 jxm − I2 r (3) |
|
U = I1 |
(2) →−I |
jx |
− I |
|
jx |
+ I |
|
r + I |
|
jx |
+ I |
jx |
= 0 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
(1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
C |
|
|
2 |
C |
|
2 |
|
|
2 |
2 |
1 |
|
m |
|
|
|
I |
|
|
= |
I ( jx |
− jx ) |
= |
I (40 j −10 j) |
= jI |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
1 |
C |
|
m |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
2 |
|
|
|
jx |
− jx |
+ r |
|
40 j − 40 j + 30 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1) →U = I jx + I |
j jx |
− j I |
jx |
− I |
jx |
|
− j I |
r = I (50 j −10 + 40 −10 j −30 j) = I (30 +10 j) |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
1 |
|
|
m |
|
|
1 |
|
2 |
1 |
m |
|
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
I (30 +10 j) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Z |
|
|
= |
|
= |
1 |
|
|
|
|
= 30 +10 j Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
вх |
I |
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б)
Решить самостоятельно.
Развязка магнитной связи
L1
M |
L |
|
|
2 |
|
L |
|
|
1 |
|
|
M |
L |
|
2 |
||
|
L1
L1
−M
M
M
−M L2
−M
M
L2
Пример 5 (2.97)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E = 180 j B |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x1=10 Ом |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2=20 Ом |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xm=10 Ом |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xс=20 Ом |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r=15 Ом |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
, I |
, I |
,U |
−? |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
V |
|
|
|
|
|
|
I |
= I |
2 |
+ I |
3 |
I |
3 |
= I |
− I |
2 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||
E = I |
r |
+ I |
jx + I |
jx |
|
+ I |
|
|
jx + I |
|
jx |
||||||||||||||
|
|
2 |
2 |
||||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
m |
|
|
|
|
|
2 |
|
m |
||||
|
−I |
|
jx |
|
− I |
|
jx − I |
jx |
= 0 |
|
|||||||||||||||
|
3 |
|
2 |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
1 |
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
−I |
jx |
+ I |
2 |
jx |
− I |
2 |
jx − I jx = 0 |
|
|
|
|||||||||
|
1 |
C |
|
|
|
C |
|
|
|
|
2 |
1 |
|
m |
|
|
|
||
180 j = 15 I |
1 |
+10 j I |
1 |
+10 j I |
2 |
+ 20 j I |
2 |
+10 j I |
1 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
0 = −20 j I1 + 20 j I2 − 20 j I2 −10 j I1 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||
I |
(15 + 20 j) + 30 j I |
2 |
= 180 j |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
−30 j I1 = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I1 = 0 AI2 = 6 AI3 = −6 A
UV = −I3 jxc = 6 20 j =120 j B UV =120 B
Трансформатор – устройство, у которого энергия между отдельными парами зажимов (обмотками) передается только индуктивным путем за счет явления самоиндукции.
Трансформаторы без магнитного сердечника называются воздушными.
Найти: Zвносим – ?
Z |
1 |
= r |
+ jx |
|
1 |
1 |
|
Z |
2 |
= r |
+ jx |
|
2 |
2 |
|
Z |
m |
= jx |
|
|
|
m |
U |
1 |
= Z |
1 |
I |
1 |
+ Z |
m |
I |
2 |
|||
|
|
|
|
|
||||||||
|
= Z |
|
I |
|
+ Z |
|
I |
|
||||
U |
2 |
m |
1 |
2 |
2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
= −I |
Z |
н |
2 |
2 |
|
Z |
|
= |
U |
= |
U = Z |
I |
|
+ Z |
|
I |
|
= Z |
+ Z |
|
I |
||
|
|
1 |
1 |
1 |
|
1 |
|
m |
|
2 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
вх.тр− ра |
|
I |
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
1 |
|
m |
I |
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
m |
I |
+ Z |
2 |
I |
2 |
+ Z |
н |
I |
2 |
= 0 |
|
|||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
I |
|
|
= |
−Z |
m |
I |
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
|
|
Z |
|
+ Z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
н |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Z |
|
|
= Z − |
|
|
|
Z 2 |
m |
|
= Z + Z |
|
||||||||||
вх |
|
|
|
|
|
|
|
|
вносим |
||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
Zн + Z2 |
|
|
1 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 1
|
|
|
|
Z |
2 |
|
|
Z |
|
= − |
|
m |
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вносим |
|
Z |
|
+ Z |
|
|
|
|
|
н |
2 |
|||
|
|
|
|
|
|
– сопротивление, которое вносится во входную цепь за счет
индуктивной связи катушек.