Тема: Расчет однофазной неразветвленной цепи переменного тока

I. Цепь переменного тока содержит различные элементы (резисторы, индуктивности, емкости), включенные последовательно. Схема цепи приведена на соответствующем рисунке. Номер рисунка и значения сопротивлений всех резисторов, а также один дополнительный параметр заданы в табл.2.

Начертить эквивалентную схему цепи и определить следующие: параметры, относящиеся к данной цепи, если они не заданы в табл.

1) полное сопротивление Z;

2) напряжение U

3) силу тока I.

4) угол сдвига фаз (по величине и знаку);

5) активную Р; реактивную Q и полную S мощности, потребляемые цепью.

Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и пояснить ее построение.

Данные взять из таблицы 2.

 

II. Пример решения.

Задача. Определить напряжения на каждом участке, сдвиг фаз между напряжением и током, активную, реактивную и полную мощности, потребляемые цепью.

 

Дано: I=5A, R₁=20 Ом, X_L=65 Ом, R₂=10 Ом, X_C=25 Ом.

Найти: U_R1,U_L,U_R2, U_C , φ, P,Q,S=?

Решение:

 

1) определим напряжения на всех участках:

по закону Ома

U_R1 = I·R₁ ;

U_R1 = 5·20=100 В;

U_L = I·X_L ;

U_L = 5·65=325 В;

U_R2 =I·R₂ ;

U_R2 =5·10=50 В;

U_C = I·X_C;

U_C = 5·25=125 В;

2) Выбрав масштаб, построим векторную диаграмму:

m_U =50 В/см;

Определим длину каждого вектора напряжения:

l_UR1= 100/50=2 см

l_UL=325/50=6.5 см

l_UR2=50/50=1 см

l_UC=125/50=2.5 см

По II – му закону Кирхгофа сложим геометрически напряжения всех участков и получим напряжение на источнике:

 

 

Напряжение на источнике

U= ;

U= =250 В;

3) Определим значение угла сдвига фаз:

 

tg φ=

 

φ = arctg 1.3333= 53⁰ ;

 

4) Полная мощность, потребляемая цепью:

S=U·I;

S=250·5=1250 В*А;

Активная мощность:

P=S·cosφ;

P=1250·0.6=750 Вт;

Реактивная мощность:

Q=S·sinφ;

Q=1250·0.8=1000 вар;

 

Таблица 2

№ варианта	№ рис.	R1	R2	XL1	XL2	XC1	XC2	Дополнительный параметр
1.			-		-		-	QL1=150 вар
2.					-		-	U=40 B
3.				-	-		-	I=5 A
4.					-	-	-	P1=150 Вт
5.						-	-	S=360 BA
6.			-	-	-			I=4 A
7.			-		-			P=200 Вт
8.			-				-	U=80 Вт
9.				-	-			I=2 A
10.					-			QC1= -192 вар

 

Задача № 3

Тема: Расчет трехфазной цепи переменного тока

Определить

1. линейные и фазные токи

2. ток в нулевом проводе (для схемы соединения потребителей «звезда»)

3. активную реактивную и полную мощности каждой фазы и всей цепи

4. по полученным данным построить в масштабе векторную диаграмму. Данные для своего варианта взять из табл.3. В скобках указаны значения для вариантов, у которых схема соединения нагрузки – «треугольник».

Пример расчета:.

К источнику трехфазной сети с линейным напряжением U_л=380В и частотой f=50 Гц подключена равномерная нагрузка, соединенная по схеме «звезда», с полным сопротивлением в фазе Z=90 Ом и индуктивностью L= 180 мГн, Определить актив­ную, реактивную и полную мощности, коэффициент мощности, действующие значения линейного тока и напряжения. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.

 

Решение.

1 Фазное напряжение

U _ф = U _л / √ 3=380 / √ 3 = 220 В.

2 Фазный ток

3 Линейный ток

4 Реактивное сопротивление в фазе

5 Активное сопротивление в фазе

6 Коэффициент мощности катушки

 

7 Мощности, потребляемые нагрузкой:

а) активная

или

б) реактивная

или

 

 

в) Полная

или	Векторная диаграмма Рис. 6.6

Порядок выполнения

1. Определить полное сопротивление каждой фазы Z_A, Z_B, Z_C,

2. Определить фазные токи I_A, I_B, I_C,

; ; .

3. Определить сдвиги фаз в каждой фазе трехфазной нагрузки φ_A, φ_B, φ_C,

4. Определить активную мощность каждой фазы P_A, P_B, P_C,

или

5. Определить реактивную мощность каждой фазы Q_A, Q_B, Q_C

или

6. Определить активную мощность, потребляемую трехфазной

нагрузкой P_3Ф P_3Ф = P_A + P_B + P_C

_7. Определить реактивную мощность, потребляемую трехфазной нагрузкой Q_3Ф Q_3Ф = Q_A + Q_B + Q_C

8. Определить полную мощность, потребляемую трехфазной

нагрузкой S_3Ф

9. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.

10. определить ток в нулевом проводе как геометрическую сумму фазных токов

11. Данные для своего варианта выбрать из таблицы и изобразить схему.

12. Оформить отчет.

Таблица 3.

 

Вариант	Схема соед-ия нагр-ки	U, B	А(АВ)	В(ВС)	С(СА)
R, Ом	X, Ом	R, Ом	X, Ом	R, Ом	X, Ом
1.	Y			XL=4	-	XC=15		XC=3
2.	Δ		-	XC=5		XC=3		XL=12
3.	Y			XL=12		XL=12		-
4.	Y			-		XC=12		XC=15
5.	Δ			XC=15		-		XL=4
6.	Δ			-		XL=12		XC=15
7.	Y		-	XC=5	-	XC=6		XC=3
8.	Δ			XL=12		XL=21		-
9.	Δ		-	XC=6		XC=18		-
10.	Y			XL=21	-	XC=15	-	XL=4

 

Y –«звезда», Δ-«треугольник»

Задача № 4

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: