Приемник имеет активное сопротивление R1=11 Ом и индуктивность L=53,2 мГн. Напряжение на зажимах приемника 220 В.
Определить емкость конденсатора, включенного параллельно приемнику, если ток в неразветвленной части цепи должен совпадать по фазе с напряжением на зажимах цепи и частота f=50 Гц. Построить векторную диаграмму.
Решение
Определим угловую частоту переменного тока:
ω=2πf=2∙π∙50=314,159 радс
Реактивное сопротивление первой ветви:
XL=ωL=314,159∙53,2∙10-3=16,713 Ом
Полное сопротивление первой ветви:
Z1=R2+XL2=112+16,7132=20,008 Ом
Активная проводимость первой ветви:
G1=RZ12=1120,0082=0,027 См
Реактивная проводимость первой ветви:
BL=XLZ12=16,71320,0082=0,042 См
Т.к
. напряжение совпадает с током по фазе, то угол сдвига фаз φ=0, а ток I не имеет реактивной составляющей (Iр=0; I=Iа). Такой режим работы цепи, содержащей параллельно соединенные ветви с индуктивностью и ёмкостью, имеет место при резонансе токов. Условие резонанса токов:
BL=BC
Следовательно, BC=BL=0,042 См
Реактивное сопротивление второй ветви:
XС=1BC=10,042=23,953 Ом
Емкость конденсатора, включенного параллельно приемнику:
C=1ωXС=1314,159∙23,953=132,889∙10-6=132,889 мкФ
Ток в неразветвленной части цепи:
I=U∙Y=U∙G12+BL-BC2=220∙0,0272+0,042-0,0422=6,045 А
Токи в параллельных ветвях:
I1=UZ1=22020,008=10,995 А
I2=UZ2=UXC=22023,953=9,185 А
Активные и реактивные составляющие токов:
Iр=0
Iа=I=6,045 А
I1а=UG1=220∙0,027=6,045 А
I1р=UBL=220∙0,042=9,185 А
I2а=0
I2р=UBС=220∙0,042=9,185 А
Строим векторную диаграмму