Разветвленная цепь переменного тока состоит из двух параллельных ветвей
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Разветвленная цепь переменного тока состоит из двух параллельных ветвей, содержащих различные элементы (резисторы, индуктивности, емкости). Номер рисунка, значения всех сопротивлений, а также один дополнительный параметр заданы в таблице.
Начертить схему цепи и определить следующие величины:
полные сопротивления цепи Z1, Z2 в обеих ветвях;
токи I1, I2 в обеих ветвях;
ток I в неразветвленной части цепи;
угол сдвига фаз φ (по величине и знаку);
активную Р, реактивную Q, и полную S мощности цепи.
Построить в масштабе векторную диаграмму цепи.
Рис.2.1. Разветвленная цепь переменного тока
Таблица 2
R1, Ом R2, Ом ХL1, Ом ХL2, Ом ХC1, Ом ХC2, Ом Дополнительный параметр
6 2 – 6 – 10 U = 24 В
Дано: R1=6 Ом, R2=2 Ом, ХL2=6 Ом, ХС2=10 Ом, U = 24 В.
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Определяем полные сопротивления ветвей.
Z1=R12=62=6 Ом
Z2=R22+XL2-XC2=22+6-102=4,472 Ом
Определяем токи в ветвях.
I1=UZ1=246=4 A
I2=UZ2=244,472=5,367 A
Определяем углы сдвига фаз в ветвях.
sinφ1=XL1Z1=06=0 φ1=0°
sinφ2=XL2-XC2Z2=6-104,472=-0,894 φ2=-63,38°
cosφ1=cos0°=1
cosφ2=cos(-63,38°)=0,448
Определяем активные и реактивные составляющие токов в ветвях.
IR1=I1cosφ1=4∙1=4 A
IR2=I2cosφ2=5,367∙0,448=2,404 A
реактивный ток второй ветви
IX2=I2sinφ2=5,367∙-0,894=-4,795 A
Определяем ток в неразветвленной части цепи.
I=IR2+IX2=(4+2,404)2+(0-4,795)2=6,4042+4,7952=8 A
Определяем коэффициент мощности всей цепи.
cosφ=IRI=6,4048=0,8
Определяем активные мощности ветвей и всей цепи.
P1=U∙I1∙cosφ1=24∙4∙1=96 Вт
P2=U∙I2∙cosφ2=24∙5,367∙0,448=57,706 Вт
P=P1+P2=96+57,706=153,706 Вт
Определяем реактивные мощности ветвей и всей цепи.
Q1=U∙I1∙sinφ1=24∙4∙0=0 ВАр
Q2=U∙I2∙sinφ2=24∙5,367∙-0,894=-115,154 ВАр
Q=Q1+Q2=0+(-115,154)=-115,154 ВАр
Определяем полную мощность всей цепи.
S=P2+Q2=153,7062+(-115,154)2=192,157≈192 ВА
Определяем ток в неразветвленной части цепи.
I=SU=19224=8 A
Строим векторную диаграмму
. Задаемся масштабом по току и напряжению.
mI=1Aсм
mU=4Bсм
Тогда длина вектора напряжения
lU=UmU=244=6 см
Длины векторов токов
lIR1=IR1mI=41=4,84 см
lIR2=IR2mI=2,4041=2,404 см
Реактивную составляющую тока I2sinφ2 второй ветви представим из двух векторов: вектор емкости IC2 и вектор индуктивности IL2