Расчет однофазной электрической цепи переменного тока
Для однофазной электрической, цепи переменного тока дана схема. По заданным параметрам рассчитать:
- для параллельного соединения резистора (R), катушки индуктивности(L),
конденсатора (C):
1)Токи в ветвях и в неразветвленной части цепи;
2) Активные мощности ветвей;
3)Углы сдвига фаз между током и напряжением первой и второй
ветви;
4) Построить векторную диаграмму.
Рис.4.1. Заданная схема
Решение
Дано: u=110, f=50 Гц, R1=15 Ом, C1=20 мкФ, L1=25 мГн.
1. Рассчитываем для первой ветви (состоящей из резистора R1): проводимости (активную g1 и реактивную В1), полную проводимость Y1, ток I1, угол сдвига фаз между током и напряжением cosφ1:
1.1. Рассчитываем активную g1 и реактивную В1 проводимости первой ветви
1.1.1. Находим активную проводимость
g1=R1R12+XL2=15152+02=0,067 См
1.1.2. Находим реактивную проводимость
B1=XLR12+XL2=0152+02=0 См
1.2. Находим полную проводимость Y1
Y1=g12+B12=0,0672+02=0,067 См
1.3. Находим ток I1
I1=U∙Y1=110∙0,067=7,37 A
1.4. Находим угол сдвига фаз между током и напряжением cosφ1
cosφ1=g1Y1=0,067 0,067 =1
φ1=0°
2. Рассчитываем для 2-ой ветви (состоящей из индуктивности L1): индуктивное сопротивление XL1, проводимости (активную g2 и реактивную В2), полную проводимость Y2, ток I2, угол сдвига фаз между током и напряжением cosφ2:
2.1. Рассчитываем индуктивное сопротивление
XL1=2∙π∙f∙L1=2∙3,14∙50∙0,025=7,85 Ом
здесь L1=25мГн=25∙10-3 Гн=0,025 Гн
2.2
. Рассчитываем активную g2, реактивную В2 проводимости второй ветви
2.2.1. Активная проводимость составляет
g2=R2R22+X2=002+126,4162=0 См
2.2.2. Реактивная проводимость составляет
B2=XL1R22+XL12=7,8502+7,852=0,127 См
2.3. Находим полную проводимость 2-ой ветви
Y2=g22+B22=02+0,1272=0,127 См
2.4. Находим ток I2
I2=U∙Y2=110∙0,127=13,97 A
2.5. Находим угол сдвига фаз между током и напряжением во второй ветви
cosφ2=g2Y2=00,127=0
φ2=90°
3. Рассчитываем для 3-ей ветви (состоящей из конденсатора С1): емкостное сопротивление XC1, проводимости (активную g3 и реактивную В3), полную проводимость Y3, ток I3, угол сдвига фаз между током и напряжением cosφ3:
3.1. Рассчитываем емкостное сопротивление
XC1=12π∙f∙C=12∙3,14∙50∙20∙10-6=159,236 Ом
здесь C1=20мкФ=20∙10-6Ф
3.2. Рассчитываем активную g3, реактивную В3 проводимости второй ветви
3.2.1