Студопедия


Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Фейсбук LiveJournal Instagram

Методические указания к решению задач 2, 3,




Эти задачи предусматривают расчёт однофазных неразветвленных и разветвленных цепей переменного тока. Перед их решением изучите материал тем 1.4, 1.5, ознакомьтесь с методикой построения векторных диаграмм и рассмотри­те типовые примеры 2, 3, 4.

Пример 2. Активное сопротивление катушки Rk=6Ом, индук­тивное =10 Ом. Последовательно с катушкой включено активное сопротивление Ом и конденсатор сопротивлением Ом (рис. 2, а). К цепи приложено напряжение U=50В (действующее зна­чение). Определить:1) полное сопротивление цепи Z; 2) токI; 3) коэффици­ент мощности cosφ; 4) активную P, реактивную Q и полную мощности S; 5) напряже­ния на каждом сопротивлении. Начертите в масштабе векторную диа­грамму цепи.

Решение. 1. Определяем полное сопротивление цепи:

Ом

2. Определяем ток:

3. Определяем коэффициент мощности цепи:

;

по таблице Брадиса находим . Угол сдвига фаз находим по синусу во избежание потери знака угла (косинус является четной функ­цией).

 

4. Определяем активную мощность цепи:

ВT

или

ВT

Здесь

5. Определяем реактивную мощность цепи:

вар

или

 

вар

6. Определяем полную мощность цепи:

В·А

или

В·А

7. Определяем падения напряжения на сопротивлениях цепи:

 

; В; В;

 

Построение векторной диаграммы начинаем с выбора масштаба для тока и напряжения. Задаемся масштабом по току: в 1 см - 10 В. Построение векторной диаг­раммы (рис. 2, б) начинаем с вектора тока, который откладываем по горизонтали в масштабе см.

Вдоль вектора тока откладываем, векторы падений напряжения на активных сопротивлениях и :

;

Из конца вектора откладываем в сторону опережения вектора тока на 90° вектор падения напряжения на индуктивном сопротивлениидлиной . Из конца вектора откладываем в сторону отставания от вектора тока на 90º вектор падения напряжения на конденсаторе длиной . Геометрическая сумма векторов , , и равна полному напряжению , приложенному к цепи.

Пример 3. На рис. 3, а задана векторная диаграмма для неразветвленной цепи, ток I и падения напряжений на каждом сопротивлении (U1,U2 и т. д.).

Определить характер и величину каждого сопротивле­ния, начертить эквивалентную схему цепи, вычислить приложенное на­пряжение и угол сдвига фаз .

Решение. 1. Из векторной диаграммы следует, что напряжение U1отстает от тока на угол 90°. Следовательно, на первом участке вклю­чен конденсатор, сопротивление которого

Ом

Вектор напряжения на втором участке U2 направлен параллельно вектору тока,

т. е. совпадает с ним по фазе. Значит, на втором участке включено активное сопротивление




Ом

 

Вектор напряжения на третьем участке U3 опережает вектор тока на угол 90°, что характерно для индуктивности, сопротивление которой

Ом

На четвертом участке включено активное сопротивление

Ом

Эквивалентная схема цепи приведена на рис. 3, б.

2. Из векторной диаграммы определяем, значение приложенного напряжения и угол сдвига фаз:

;

Пример 4. Катушка с активным сопротивлением R1=6 Ом и индуктивным xL1=8 Ом соединена параллельно с конденсатором, емкост­ное сопротивление которого xC2= 10Ом (рис. 4, а). Определить: 1) токи в ветвях I1 иI2 и дв неразветвленной части цепи I; 2) активные Pи Q реактив­ные мощности ветвей и всей цепи S; 3) полную мощность цепи; 4) углы сдвига, фаз между током и напряжением в каждой ветви и во всей цепи. Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи. К цепи приложено напряжение U=100 В.

Решение.1. Определяем токи в ветвях:

2. Углы сдвига фаз в ветвях находим по синусам углов во избежание потери знака угла:

;

Так как >0, то напряжение опережает ток, ; т. е. напряжение отстает от тока, так как <0, По таблицeБрадиса находим ; .

3. Определяем активные и реактивные составляющие токов в ветвях:

;

4. Определяем ток в неразветвленной части цепи:

5. Определяем коэффициент мощности всей цепи:

6. Определяем активные и реактивные мощности ветвей и всей цепи:

;

;

вар;

вар;

вар.

Внимание! Реактивная мощность ветви с емкостью отрицательная, так как

7. Определяем полную мощность цепи:

Ток в неразветвленной части цепи можно определить Значительно проще, без разложения токов на составляющие, зная полную мощность цепи и напряжение:



8. Для построения векторной диаграммы задаемся масштабом по току: в 1 см - 2,5 А и масштабом по напряжению: в 1 см - 25 В.

Построение начинаем с вектора напряжения , который откладываем горизонтально (рис. 4, б). Под углом к нему (в сторону отставания) откладываем в масштабе вектор тока , под углом (в сторону опережения) - вектор тока . Геометрическая сумма этих токов равна току в неразветвленной части цепи . На диаграм­ме показаны также проекции векторов токов на вектор напряжения (ак­тивная составляющая ) и вектор, перпендикулярный ему (реактив­ные составляющие , и ).

 

Задача № 2 (варианты с 1 по 30)

Цепь переменного тока содержит различные элементы (резисторы, ин­дуктивности, емкости), включенные последовательно. Схема цепи приведена на соответствующем рисунке. Номер рисунка и значения сопротивлений всех элементов, а также один дополнительный параметр заданы в табл. 4

Начертить схему цепи и определить следующие величины, относящие­ся к данной цепи, если они не заданы в табл. 3:1) полное сопротивление z; 2) напряжение U, приложенное к цепи; 3) ток I; 4) угол сдвига фаз φ(по ве­личине и знаку); 5) активную Р, реактивную Qи полную Sмощности цепи. Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и пояснить ее построение. С помощью логических рассуждений, пояснить характер изменения (увели­чится, уменьшится, останется без изменения) тока, активной, реактивной мощности в цепи при увеличении частоты тока в два раза. Напряжение, при­ложенное к цепи, считать неизменным.

Указание. См. решение типового примера 3.

Примечание. В табл.4 индексы буквенных обозначений следует понимать так: QLl - реактивная мощность в первом индуктивном сопротивлении; QC1-то же, но в ёмкостном сопротивлении; PR1 - активная мощность в первом ак­тивном сопротивлении; UR1, UL1, Uc1 - падения напряжения соответственно в первом активном, индуктивном, первом ёмкостном сопротивлениях.

Таблица 4

 

Номер Номер R1 R2 ХL1 XL2 XC1 XC2 Дополнительный
варианта рисунка Ом Ом Ом Ом Ом Ом параметр
      -   -   - QL1 = 150 вар  
          -   - U = 40 B  
        - -   - I = 5 А
          - - - РR1 =150 Вт
            - - S = 360 В?А
      - - -     I = 4 А
      -   -     Р = 200 Вт
      -       - U = 80 B
        - -     I = 2 А
          -     Q = -192 вар
      -   -   - U = 50 B
          -   - I = 4 А
        - -   - URl = 20 B
          - - - S = 320 B?A
            - - Р = 400 Вт    
      - - -     S = 160 В?А    
      -   -     I = 4 А
      -       - Р = 54 Вт
        - -     S = 180 В?А
          -     Р = 256 Вт  
      -   -   - I = 5 А
          -   - Р = 24 Вт
        - -   - S = 250 В?А
          - - - QL1 = 80 вар  
            - - Q = 64 вар
      - - -     U = 40 B
      -   -     ULl = 60 B
      -       - Q = 75 вар
        - -     UR2 = 24 B
          -     QL1 = 16 вар    

 

Схемы к задаче 2

Рис. 16 Рис. 17
Рис. 18 Рис. 19  
Рис. 20 Рис. 21
Рис. 22 Рис. 23
Рис. 24 Рис. 25

Задача№ 3 (варианты с 1 по 30)

 

Цепь переменного тока содержит различные элементы (резисторы, индуктивности, емкости), образующие две параллельные ветви. Схема цепи приведена на соответствующем рисунке. Номер рисунка, значения всех сопротивлений, а также один дополнительный параметр заданы в табл. 5 . Индекс «1» у дополнительного параметра означает, что он относится к первой ветви; индекс «2» — ко второй.

Начертить схему цепи и определить следующие величины, если они не заданы в таблице 5:

1) токи I1 и I2 в обеих ветвях;

2) ток I в неразветвлённой части цепи;

3) напряжение U, приложенное к цепи;

4) активную Р, реактивную Q и полную S мощности для всей цепи.

Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи. Каким образом в заданной цепи можно получить резонанс токов? Если цепь не позволяет достигнуть резонанса токов, то пояснить, какой элемент надо дополнительно включить в цепь для этого. Начертить схему такой цепи.

Указания.

1. См. решение типового примера 4.

2. См. примечание к задаче 2.

 

Таблица 5

Номер вари­анта Номер рисун­ка R1 Ом R2 Ом XL1 Ом XL2 Ом ХС1 Ом ХС2 Ом Дополнительный параметр
          Q = 64 вар
          U = 20 В
        I1 = 5 А
            I2 = 4 А
          Р =256 Вт
            U= 80 В
          I2 = 6 А
            P1 =240 Вт
            U = 100 В
              Р2 = 288 Вт
          U = 50 В
          I1 = 5 А
        I2 = 6 А
            Р2 = 300 Вт
          U = 120 В
            QL2 = 250 вар
          Р2=16Вт
            U = 30 В
            I2 = 4 А
              U = 20 В
          I2 = 8 А
          I2 = 2 А
        U = 8 В
            Q2 = 144вар
          UR1 = 144 В
            I1 = 5 А
          Q = 72 вар
            Q=32 вар
            U =120 В
              P1 =64Вт

 

 

Схемы к задаче№ 3

 

Рис. 26 Рис. 27
Рис. 28   Рис. 29
Рис. 30 Рис. 31
Рис. 32 Рис. 33
Рис. 34 Рис. 35




Дата добавления: 2017-11-01; просмотров: 3259; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных | ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 8353 - | 6647 - или читать все...

 

54.196.208.187 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.


Генерация страницы за: 0.01 сек.