Учебная работа № /2975. Контрольная Расчет линейных электрических цепей постоянного и переменного тока, вариант 22
Учебная работа № /2975. Контрольная Расчет линейных электрических цепей постоянного и переменного тока, вариант 22
Содержание:
«Вариант 22
Задача 1. «Расчет разветвленной линейной электрической цепи постоянного тока с одним источником электрической энергии».
Для заданной электрической цепи, изображенной на рис. 1.1, опреде-лить:
1. Токи в ветвях.
2. Мощность, развиваемую источником энергии и мощность потребителей. Проверить выполнение баланса мощностей.
Значения сопротивлений резисторов и ЭДС источника приведены в табл. 1.
Таблица № 1. Исходные данные.
E, В R1, Ом R2, Ом R3, Ом R4, Ом R5, Ом R6, Ом
70 13 10 10 11 15 17
Задача 2. «»Расчет»» разветвленной линейной электрической цепи постоянного тока с несколькими источниками электрической энергии.
Для заданной электрической цепи, изображенной на рис. 2.1, выпол-нить следующее:
1. Составить уравнения для определения токов путем непосредствен-ного применения законов Кирхгофа (указав, для каких узлов и контуров эти уравнения записаны). Решать эту систему уравнений не следует.
2. Определить токи в ветвях методом контурных токов.
3. Определить режимы работы активных элементов и составить баланс мощностей.
Значения ЭДС источников и сопротивлений приемников приведены в табл. 2.
Таблица 2. Исходные данные
E1, В E2, В R1, Ом R2, Ом R3, Ом R4, Ом R5, Ом R6, Ом
70 190 17 12 8 13 17 10
Задача 3. «»Расчет неразветвленной линейной цепи переменного тока»»
Напряжение на зажимах цепи, приведенной на рис. 3.1, изменяется по закону u=U_m sin?t. Амплитудное значение напряжения U_m, значения активных сопротивлений r_1 и r_2, индуктивностей катушек L_1 и L_2, емкостей конденсаторов C_1 и C_2 приведены в табл. 3.
Частота питающего напряжения f=50 Гц.
Необходимо:
Определить показания приборов, указанных на схеме рис. 3.1.
Построить векторную диаграмму токов и напряжений.
Определить закон изменения тока в цепи.
Определить закон изменения напряжения, между которыми подключен вольтметр.
Определить активную, реактивную и полную мощности источника, активную, реактивную и полную мощности приемников. Составить и оценить баланс мощностей. Рассчитать коэффициент мощности.
Определить характер (индуктивность, емкость) и параметры элемента, который должен быть включен в электрическую цепь для того, чтобы в ней имел место резонанс напряжений.
Таблица 3. Исходные данные
U_m, В r_1, Ом r_2, Ом L_2, Гн C_1, мкФ
310 8 4 0,02 500
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Расчет линейных электрических цепей постоянного и переменного тока. Задание на контрольную работу по дисциплине «»Общая электротехника и электроника»» с методическими указаниями для студентов 2 курса специальности 190401.65 «»Эксплуатация железных дорог»». – М.: МИИТ, 2012. – 16 с.
2. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника: Учеб. пособие – М.: Высш. школа, 2005. – 240 с.
»
Выдержка из похожей работы
Частоту напряжения считать равной f = 50
Гц.
1 Расчёт неразветвлённой цепи с помощью векторных
диаграмм
В задании на курсовую работу сопротивления
даны в комплексной форме,Так как расчёт цепи нужно выполнить с помощью
векторных диаграмм, определяем соответствующие заданным комплексам активные и
реактивные сопротивления: XС1= 65 Ом,
R2 = 14 Ом,
XL2=56 Ом, R3=56 Ом ,ХC3= 23 Ом,
Из заданных приёмников составляем
неразветвлённую цепь (рис,1).
Рисунок 1
Определяем активные и реактивные
сопротивления всей цепи:
R = R2+ R3= 14 + 56 = 70 Ом;
X = -XC1+ XL2 – XC3 = — 65 +
56 — 23 = — 32 Ом.
Полное сопротивление всей цепи тогда
определяем из выражения:
Z = = = 77 Ом.
Ток в цепи будет общим для всех приёмников
и определится по закону Ома:
I = U / Z =
300/77 = 3.9 A.
Угол сдвига фаз между напряжением и током
определяется по синусу
Sin j = X / Z или
тангенсу Tg j = X / R,
так как эти функции являются нечётными и
определяют знак угла “плюс” или “минус”,Положительный знак угла указывает на
активно-индуктивный (или чисто индуктивный) характер нагрузки, а отрицательный
знак угла указывает на активно-ёмкостный (или чисто ёмкостный) характер,Таким
образом, угол сдвига фаз между напряжением и током определим по синусу
Sin j = X/Z = — 32/77
= — 0,4156;j = — 24.56°; Cos j = 0,9096.
Напряжения на участках цепи определяем
также из формулы закона Ома:
UC1= I * XC1 =
3.9 *65 =253.5 B.
UR2 = I * R2
= 3.9 * 14 = 54.6 B.
UL2 = I * XL2
= 3.9 * 56 = 19.5 B
UR3 = I * R3
= 3.9 * 56 = 19.5 B
UC3 = I * XC3 = 3.9 *
23 = 89.7 B.
Определяем активные и реактивные мощности
участков цепи:
QC1= I2 * XC1 =3.92 *65 = 989
вар.
P2 = I2 *
R2 =3.92 * 14 = 213 Bт.
QL2 = I2
* XL2 = 3.92*56 = 852 вар.
P3=I2*R3
= 3.92*56= 852 Вт
QС3 = I2 * XС3 = 3.92
*23 =350 вар.
Активная, реактивная и полная мощности
всей цепи соответственно будут равны:
P = P2+ P3= 213 +852 =1065 Вт.
Q = -QC1+ QL2 — QС3= -989+852- 350 = — 487 вар.
S = = =1171 B*A.
Полную, активную и реактивную мощности
всей цепи можно определить также по другим формулам:
S = U * I =300 *3.9
=1170 В*А.
Р = S * Cos j =1170* 0,9096 =1064 Вт,
Q = S * Sin j=1170*( —
0,4154) = — 486 вар.
Определяем ёмкость и индуктивность
участков,Угловая частота ω = 2 πf = 2 * 3,14 * 50 = 314 с-1
C1 = 1/wXc1=1/(314*65)=
0,000049 Ф = 49 мкФ
L2 = XL2/w = 56/314 = 0,178 Гн
С3 =
1/wXС3 = 1/(314*23) = 0,000138 Ф = 138 мкФ.
Для построения векторной диаграммы
задаёмся масштабами тока и напряжения, которые будут соответственно равны MI = 0,25 A/см и MU = 25 B/см.
Построение топографической векторной диаграммы
начинаем с вектора тока, который откладываем вдоль положительной горизонтальной
оси координат,Векторы напряжений на участках строятся в порядке обтекания их
током с учётом того, что векторы напряжений на активных элементах R2 и R3 совпадают по фазе с током и
проводятся параллельно вектору тока,Вектор напряжения на индуктивности L2 опережает ток по
фазе на угол 900 и поэтому откладывается на чертеже вверх по
отношению к току,Векторы напряжений на ёмкости С1 и отстают от тока по фазе на угол 900 и
откладываются на чертеже вниз по отношению к току,Вектор напряжения между
зажимами цепи проводится с начала вектора тока в конец вектора С3,На векторной диаграмме
отмечаем треугольник напряжений ОАВ, из которого активная составляющая напряжения
Uа = UR2 + UR3
и реактивная составляющая напряжения
Uр = -UС1 + UL2 – UС3.
Топографическая векторная диаграмма
построена на рисунке 2.
//