Методические рекомендации по расчету цепей синусоидального тока
⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3 Пример. Рассчитать электрическую цепь синусоидального тока со смешанным соединением приемников. Для схемы, изображенной на рис. 6, известно, что U = 120 B, r1 = 10 Ом, r2 = 24 Ом, r3 = 15 Ом, L1 = 19,1 мГ, L3 = 63,5 мГ, С2 = 455 мкФ, f = 50 Гц. Рис. 6 Определить токи Решение. Выражаем сопротивления ветвей цепи в комплексной форме: Z = r ± jx = ze+jφ; Z1 = r1+jωL1 = 10+j2π•50•19,1•10-3 = 10+j6 Ом. Переходя от алгебраической формы записи комплексного числа к показательной, получаем: Z1 = z1e jφ1 = 11,6e j31˚ Ом, где Z3 = r3+jωL3 = 15+j2π•50•63,5•10-3 = 15+j20 Ом =25e j53˚ 05′ Ом. Рис. 7 Выражаем заданное напряжение U в комплексной форме. Если начальная фаза напряжения не задана, то её можно принять равной нулю и располагать вектор напряжения совпадающим с положительным и направлением действительной оси. В этом случае мнимая составляющая комплексного числа будет отсутствовать (рис. 7):
Полное комплексное сопротивление цепи
Определяем ток
Токи
Токи
Найдем мощности всей цепи и отдельных её ветвей:
Для определения активной и реактивной мощностей полную мощность, выраженную комплексным числом в показательной форме, переводим в алгебраическую форму. Тогда действительная часть комплекса будет представлять собой активную мощность, а мнимая – реактивную: откуда Р = 494 Вт; Q = 218 вар. Активную и реактивную мощности можно найти и по-другому:
Р = Re
Проверка показывает, что Р = Р1 + Р2 + Р3.
Учитывая, что Q 1 и Q 3 положительны (реактивная мощность индуктивных катушек), а Q 2 отрицательно (реактивная мощность конденсатора), получим Q = Q1 – Q2 + Q3 = 218 вар. На рис. 8 приведена векторная диаграмма токов и напряжений, построенная по расчетным данным. Порядок её построения следующий: по результатам расчетов отложены векторы токов
Вопросы для подготовки к экзамену по электротехнике (для студентов специальности ЭОП) 1. Дать определение электрической цепи и ее основных элементов, эквивалентной схемы замещения (модели) реальной электроустановки. Объяснить физическую суть активного, индуктивного и емкостного сопротивлений. 2.
3. Схемы замещения источников энергии. Источники ЭДС, источники тока как схемы замещения реальных источников энергии, их свойства, характеристики, переход от одной схемы к другой. 4.
5.
6.
7. Метод контурных токов. Показать вывод обобщенных уравнений на примере заданной цепи.
8.
9.
10. Основные понятия синусоидальной функции электрической величины: амплитуда, начальная фаза, угловая частота. Определить мгновенного значение тока 11. Дать определение действующим и средним значениям электрических величин. Вывести формулы для определения этих значений через амплитудное значение. Дать определение и доказать числовое значение коэффициентов амплитуды и формы кривой для синусоидальных величин. 12. Объяснить назначение и способ построения волновых диаграмм электрических величин. Определить сдвиг по фазе двух синусоидально изменяющихся величин 13. Объяснить назначение и метод построения векторных диаграмм. Найти с помощью векторной диаграммы ток в неразветвленной части цепи, если к узлу подходят два тока 14. Описать процесс в цепи с активным сопротивлением, включенной к источнику синусоидальной ЭДС. Изобразить зависимости рассматриваемых величин в функции времени (волновая диаграмма), построить векторную диаграмму. 15. Описать процесс в цепи с индуктивностью, подключенной к источнику синусоидальной ЭДС. Дать определение и объяснить физическую суть индуктивного сопротивления, угла сдвига фазы между током и напряжением. Построить зависимости тока, напряжения и мощности на индуктивности в функции времени (волновые диаграммы) и векторную диаграмму. 16. Описать процесс с емкостью, подключенной к источнику синусоидального напряжения. Дать определение и объяснить физическую суть емкостного сопротивления, угла сдвига фаз между током и напряжением. Построить зависимости тока, напряжения, мощности на емкости в функции времени (волновая диаграмма) и векторную диаграмму. 17. Используя второй закон Кирхгофа и соотношения между напряжением и током на элементах R, L, С вывести формулу для расчета полного сопротивления цепи с последовательно соединенными элементами R, L, С. Построить векторную диаграмму напряжений этой цепи.
18. Используя первый закон Кирхгофа и соотношения между напряжениями и токами на элементах R, L, С вывести формулу для расчета полной проводимости цепи переменного тока с параллельно соединенными элементами R, L, С. Построить векторную диаграмму токов этой цепи. 19. Дать определение резонанса напряжений, математического выражения условия его существования. Особенности режима цепи при резонансе: ток, напряжение, cosφ, векторная диаграмма цепи. Добротность контура. 20. Дать определение резонанса токов, изобразить векторные диаграммы токов в режиме резонанса для цепи с идеальными L и С; для цепи, где последовательно с L и С включены активные сопротивления. Изобразить частотные характеристики для цепи с резонансом токов, показать практическое использование режима резонанса в электроэнергетике. 21. Дать объяснения понятия коэффициента мощности, формулу определения и способы повышения его величины. 22. Изображение синусоидальных электрических величин в виде векторов и комплексных чисел. Объяснить сущность, целесообразность такого представления синусоидальных электрических величин. 23. R1 = 10 Ом, R2 = 15 Ом, R3 = 10 Ом, f = 50 Гц, L2 = 0,03 Гн.
24. Комплексная мощность: полная, реактивная, активная составляющие. Треугольник мощностей. Соотношение между составляющими комплексной мощности для последовательной и параллельной схем замещения. Баланс мощности в цепях. 25.
26. С помощью топографической диаграммы определить напряжение в заданной схеме, если параметры элементов цепи заданы в Омах, а
27. Дать определение цепи с взаимоиндукцией, одноименных зажимов индуктивно связанных элементов. Метод экспериментального определения одноименных зажимов. Составить эквивалентную схему замещения заданной цепи.
28. Последовательное соединение индуктивно связанных элементов цепи. Уравнения и сопротивления цепи в комплексной форме. Топографическая диаграмма, емкостный эффект. 29. Уравнения, сопротивления, векторная и топографическая диаграмма цепи с параллельным соединением индуктивно связанных элементов цепи. 30. Составить систему уравнений по законам Кирхгофа для расчета токов в заданной цепи с индуктивными связями.
31. Принцип работы, схема замещения, уравнения и векторная диаграмма трансформаторов без ферромагнитного сердечника. 32. Обосновать метод преобразования двух индуктивно – связанных элементов, присоединенных к одному узлу в эквивалентную схему без индуктивной связи. 33.
34. Основные понятия о четырехполюснике, назначение, схема, основные формы записи уравнений четырехполюсника. 35. Дать вывод математической связи между коэффициентами четырехполюсника и параметрами П и Т образными схемами замещения. 36. Составить формулу расчета постоянных четырехполюсника по данным опытов холостого хода и короткого замыкания при включении источника к первым зажимам и опыта короткого замыкания при подключении источника ко вторым зажимам. 37. Методика построения круговой диаграммы активного двухполюсника. Определение электрических величин по элементам диаграмм. Расчет масштабов электрических величин. 38. Методика построения круговой диаграммы четырехполюсника. Определение электрических величин по элементам диаграмм. Расчет масштабов электрических величин. 39. Нелинейные электрические цепи. Свойства нелинейных элементов и их характеристики. Статические и дифференциальные сопротивления. Замена нелинейного сопротивления эквивалентным линейным и ЭДС. 40. Расчет простейших нелинейных цепей при их последовательном, параллельном и смешенном соединениях 41. Магнитные свойства веществ. Основные характеристики, свойства магнитных материалов и величин (В, Н, μ). 42. Магнитные цепи. Определения. Законы магнитных цепей. (Законы полного тока, Ома, Кирхгофа). 43.
![]() ![]() ![]()
В(Тл)
100 300 500 Н, 44.
Требования к оформлению контрольной работы: 1. Вариант контрольной работы выбирается по двум последним цифрам учебного шифра студента. 2. На титульном листе контрольной работы должны быть указаны: шифр; дисциплина; фамилия, имя, отчество; курс; факультет; специальность. 3. Работы, оформленные небрежно, вызывающие затруднения при их чтении, возвращаются студенту для переработки. 4. На страницах оставлять поля шириной не менее трех сантиметров для замечаний рецензента. 5. Все расчеты должны сопровождаться краткими пояснениями. 6. Схемы, векторные диаграммы, графики должны быть выполнены в соответствии с требованиями ЕСКД. 7. Работа должна быть подписана с указанием даты ее завершения.
Литература а) Основная литература 1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники, 1ч. - М.: Высшая школа, 2001г. 2. Теория электрических цепей / Под ред. Зевеке Г.В. - М.: 1990. 3. Бессонов Л.А. Сборник задач по ТОЭ. - М.: 2001г. 4. Шебес М.Р. Задачник по ТОЭ. - М.: 2003г.
б) Дополнительная литература 1.Попов В.П. Основы теории цепей. - М.: Высшая школа,1995г. 2. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники 1,2 ч. - М.: 1978г. 3.Панфилов Д.И., Иванов В.С., Чепурин И.Н. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях. Практикум на Electronics Workbench. т.1. - М.: 2001г. 4.Прянишников Д.И., Петров Е.А., Осипов Ю.М. Электротехника и ТОЭ в примерах и задачах. - Санкт-Петербург: 2001г.
Читайте также: I. Методические рекомендации. Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|