Неразветвленная цепь переменного тока содержит активное
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Неразветвленная цепь переменного тока содержит активное, индуктивное и емкостное сопротивления, величины которых заданы в таблице вариантов. Определить: 1) полное сопротивление цепи z; 2) напряжение U, приложенное к цепи; 3) силу тока I в цепи; 4) угол сдвига фаз ф (величину и знак); активную Р, реактивную Q и полную S мощности, потребляемые цепью. Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и пояснить ее построение. Поясните, изменится ли активная мощность, потребляемая цепью, если увеличить, одно из индуктивных сопротивлений?
Рис.6. Заданная схема
Дано:
r1 = 4 Ом, XL1 = 6 Ом, XL2 = 2 Ом, XC1 = 5 Ом, P = 16 Bт.
Нужно полное решение этой работы?
Решение
1. Определяем полное сопротивление цепи:
Z=R12+(XL1+XL2-XC1)2=42+(6+2-5)2=25=5 Ом
2. Определяем ток на входе цепи:
I=PR1=164=2 А
3. Находим коэффициент мощности цепи. Во избежание потери знака угла определяем:
sinφ=XL1+XL2-XC1Z=6+2-55=0,6
φ=36,87°
Определяем коэффициент мощности
cosφ=cos36,87°=0,8
4. Определяем активную, реактивную и полную мощности цепи:
активная мощность
Напряжение источника
U=IZ=2∙5=10 B
активная мощность
P=UIcosφ=10∙2∙0,8=16 Вт
P=I2R1=22∙4=16 Вт
реактивная мощность
Q=UIsinφ=10∙2∙0,6=12 вар
Q=I2XL1+XL2-XC1=22∙6+2-5=12 вар
полная мощность
S=UI=10∙2=20 B∙A
S=I2Z=22∙5=20 B∙A
или
S=P2+Q2=162+122=20 B∙A
5
. Определяем падения напряжения на элементах цепи:
UR1=I∙R1=2∙4=8 B
UL1=I∙XL1=2∙6=12 B
UL2=I∙XL2=2∙2=4 B
UC1=I∙XC1=2∙5=10 B
Построение векторной диаграммы начинаем с выбора масштаба для тока и напряжения. Задаемся масштабом по току: в 1 см – 1 А и масштабом по напряжению: в 1 см - 2 В. Построение векторной диаграммы (рис.7) начинаем с вектора тока, который откладываем по горизонтали в масштабе 2 А/1 А/см = 2 см.
Вдоль вектора тока откладываем векторы падений напряжения на активном сопротивлении UR1: 8 В/2 В/см = 4 см.
Из конца вектора UR1 откладываем в сторону опережения вектора тока на 90° вектор падения напряжения UL1 на индуктивном сопротивлении длиной 12 В/2 В/см = 6 см и вектор падения напряжения UL2 на индуктивном сопротивлении длиной 4 В/2 В/см = 2 см