ЗАДАЧИ
ПО ТЕМЕ ЦЕПИ ПеременнОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Задача № 2.1
Имеется цепь переменного тока частотой f = 50 Гц с активно-индуктивной нагрузкой (рис. 1). Показания приборов (амперметра, вольтметра, ваттметра) приведены в таблице 1.
Рис. 1. Схема к задаче 2.1
С учетом приведенных данных требуется определить (рассчитать):
параметры резистора r1 и индуктивности L1 катушки;
величины напряжений на резисторах и на участке bd;
углы сдвига фаз между напряжением и током на входе цепи и на участке bd;
параметры схемы для построения векторной диаграммы.
Таблица 1. Задание к задаче № 2.1
I, А
|
8,1
|
U, В
|
220
|
P, Вт
|
700
|
r2, Ом
|
6
|
Решение
1. На рис. 1 приведена электрическая схема.
2. Определение различных параметров.
3. Значение cos с учетом показания приборов:
P = UI cos;
.
4. Значение угла , град: град.
5. Значение угла , град: рад.
6. Общее активное сопротивление R, учитывая, что ваттметр показывает активную мощность
Р: P = I 2(r1 + r2) = I 2R;
Ом.
7. Сопротивление
r1: R = r1 + r2:
Ом.
8. Модуль Z полного комплексного сопротивления:
Z = U/I;
Z = 220:8,1 = 27,16 Ом.
9. Индуктивное сопротивление
XL: Z2 = R2 + XL2;
Ом.
10. Величина индуктивности
L: XL = 2fL;
Гн.
11. Модуль полного сопротивления участка bd:
Zbd = (r12 + XL2)0,5;
Ом.
12. Модуль комплексного напряжения Ů1 на резисторе R1:
U1 =IR1;
U1 = В.
13. Модуль комплексного напряжения Ů2 на резисторе R2:
U2=IR2 ;
U2 = В.
14. Модуль комплексного напряжения ŮL на индуктивности сопротивлением XL:
UL = IXL;
UL = В
15. Проверить правильность расчета напряжений, сравнив модуль суммарного расчетного напряжения Uрасч с заданным U:
Uрасч = [(U1 +U2)2 + UL2]0,5;
Uрасч = В.
16. Модуль комплексного напряжения Ubd на участке bd:
Ubd = IZbd;
Ubd = В.
17. Сдвиг фаз
= 1: 1 = arctg(XL/r1);
1 = град.
18. Сдвиг фаз = 1 в радианах: 1 = рад.
19. Построение векторной диаграммы токов и напряжений цепи.
Векторная диаграмма строится по следующим этапам:
выбираем масштабы для векторов напряжения и тока (рис. б, в), например, 1см - 1 А; 0,5 см - 100 В;
рисуем оси +1 и +j (ось +j направляем, например, вверх);
на комплексной плоскости отмечаем точку, от которой будем строить вектора напряжений и токов (этой точке соответствует точка а схемы);
поскольку в задаче не дается начальный угол вектора тока İ, по умолчанию, принимаем его равным нулю, поэтому вектор İ направлен по оси +1;
поскольку сдвига фаз между током и напряжением на резисторах нет, то вектора Ů1, Ů2 направлены по оси +1;
поскольку вектор напряжения ŮL опережает ток İ на 90 о (идеальная индуктивность), то направляем вектор ŮL по оси +j;
геометрическая сумма векторов Ů1, Ů2 направлена по оси +1; геометрическая сумма векторов Ů1, Ů2, ŮL дает суммарный вектор Ů; после построения с помощью транспортира, проверяем, равен ли угол геом, расчетному значению
вектор Ůbd находим, с учетом того, что он направлен из конца вектора Ů2 в конец вектора Ů.
Рис. 2. Векторная диаграмма
Достарыңызбен бөлісу: |