Неразветвленная цепь переменного тока показанная на соответствующем рисунке
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Неразветвленная цепь переменного тока, показанная на соответствующем рисунке, содержит активные и реактивные сопротивления, величины которых заданы в таблице № 2. Кроме того, известна одна из дополнительных величин (U, I, P, Q, S). Определить следующие величины, если они не заданы в таблице вариантов:
1) полное сопротивление цепи Z;
2) напряжение U, приложенное к цепи;
3) силу тока в цепи;
4) угол сдвига фаз φ (величину и знак);
5) активную Р, реактивную Q, и полную S мощности, потребляемые цепью.
6) Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и пояснить ее построение. С помощью логических рассуждений пояснить, как изменится ток в цепи и угол сдвига фаз, если частоту тока увеличить вдвое. Напряжение, приложенное к цепи, считать неизменным.
Исходные данные:
Номер варианта Номер
рисунка R1,
Ом R2,
Ом XL1,
Ом XL2,
Ом XC1,
Ом XC2, Ом Дополнительная
величина
08 8 8 - 6 - 8 4 UC2 = 40 В
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Определим полное сопротивление цепи:
Зная напряжение на С2 определим ток цепи:
Напряжение на зажимах цепи:
Определим угол сдвига между напряжением и током:
Определим активную мощность цепи:
Определим реактивную мощность цепи:
Полная мощность:
Определим падение напряжения на сопротивлениях цепи:
Построим векторную диаграмму:
При увеличении частоты в 2 раза сопротивление индуктивного элемента увеличится в два раза, а сопротивление емкостного элемента уменьшится в два раза, соответственно реактивное сопротивление цепи станет носить индуктивный характер. Если увеличится реактивное сопротивление, то увеличится и полное сопротивление, значит ток в цепи уменьшится. Угол сдвига между напряжением и током станет положительным.
10. Источники и приемники электрической энергии, их мощность и КПД.
В любой замкнутой электрической цепи источник затрачивает электрическую энергию Wист на перемещение единицы положительного заряда по всей цепи: и на внутреннем и на внешнем участках.
Энергия источника определяется выражением:
Wист=Eq=EIt= (U0+U)It;
Энергия источника (полезная), которая расходуется на потребителе:
W = UIt;
Энергия источника (потери), которая расходуется на внутреннем сопротивлении источника:
W=U0It;
Преобразование электрической энергии в другие виды энергий происходит с определенной скоростью. Эта скорость определяет электрическую мощность элементов электрической цепи:
Мощность источника определяется соотношением:
Мощность потребителя определяется соотношением:
Коэффициент полезного действия КПД электрической цепи η определяется отношением мощности потребителя к мощности источника:
21
. Измерение напряжения. Приборы, погрешности, расширение пределов измерения вольтметрами.
Для измерения напряжения используются вольтметры. Зажимы этих приборов включаются параллельно нагрузке, как показано на рисунке ниже.
Чтобы включение вольтметра не приводило к заметному изменению токов в цепи и режима работы нагрузки, его собственное сопротивление RB должно быть намного больше сопротивления нагрузки RH. Оно колеблется от 3–5 кОм (электромагнитные и электродинамические приборы) до 6–10 кОм (магнитоэлектрические приборы) и свыше 10 кОм (электронные приборы).
При таком включении вольтметра отклонение его стрелки будет пропорционально напряжению на том участке цепи, к которому он подключен.
Вольтметры переменного тока указывают действующее значение измеряемого напряжения.
При ошибочном включении вольтметра, то есть последовательно с электроприемником, напряжение которого должно быть измерено, прибор не будет поврежден, так как через него будет протекать ничтожно малый ток из-за очень большого внутреннего сопротивления вольтметра. В то же время, показания вольтметра при таком включении будут неверны, так как напряжение на нагрузке значительно уменьшится (в сотни и тысячи раз), а вольтметр будет показывать напряжение, близкое к напряжению источника питания.
Одной из характеристик прибора является класс точности. Класс точности прибора Кп определяет наибольшую (предельную) допустимую приведенную погрешность прибора в рабочей области шкалы, выраженную абсолютным числом, значение которого равно приведенной погрешности в процентах