Для электрической цепи определить токи ветвей I1, I2 и всей цепи I; мощности ветвей S1, S1 и всей цепи S, построить векторную диаграмму, если известно, что U=100 В; r1=60 Ом; xL1=20 Ом; xC1=100 Ом; r2=50 Ом.
Решение
Определим полные комплексные сопротивления первой ветви, второй ветви и эквивалентное комплексное сопротивление цепи:
Z1=r1+jxL1-jxC1=60+j20-j100=60-j80=602+-802ejarctg-8060°=100e-j53,13° Ом
Z2=r2=50 Ом
Z=Z1∙Z2Z1+Z2=60-j80∙5060-j80+50=3000-j4000110-j80=3000-j4000∙110+j80110-j80∙110+j80=650000-j20000018500=35,135-j10,811=36,761e-j17,103° Ом
Принимаем начальную фазу напряжения U равной нулю:
U=100ej0=100 В
Комплексное действующее значение тока в неразветвленной части цепи:
I=UZ=10036,761e-j17,103°=2,72ej17,103°=2,72cos17,103°+j2,72sin17,103°=2,6+j0,8 А
Комплекс действующего значения тока в первой ветви:
I1=UZ1=100100e-j53,13°=1ej53,13°=0,6+j0,8 А
Комплекс действующего значения тока во второй ветви:
I2=UZ2=10050=2 А
Вычислим комплексные напряжения на элементах цепи:
Ur1=I1∙r1=1ej53,13°∙60=60ej53,13°=36+j48 В
UL1=I1∙jxL1=1ej53,13°∙20ej90°=20ej143,13°=-16+j12 В
UC1=I1∙-jxC1=1ej53,13°∙100e-j90°=100e-j36,87°=80-j60 В
Ur2=I2∙r2=2∙50=100 В
Полная комплексная мощность первой ветви:
S1=U∙I*1=100∙1e-j53,13°=100e-j53,13°=60-j80 ВА
Полная комплексная мощность второй ветви:
S2=U∙I*2=100∙2=200 ВА
Полная комплексная мощность всей цепи:
S=U∙I=100∙2,72e-j17,103°=272e-j17,103°=260-j80 ВА
Строим векторную диаграмму