Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Расчет параметров режимов работы однофазной цепи, состоящей из электроприемников смешанного соединения

РефератПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Как известно, катушка в цепи переменного тока оказывает этому току сопротивление: Касаткин А. С. Электротехника / А. С. Касаткин, М. В. Немцов. — М.: Высш.шк., 2000. — 541 с. I2 = = 2,7e-j58 = 1,4 — j2,3 А Определяем напряжение цепи на элементах нулевой ветви: Для внутреннего контура второй закон Кирхгофа запишется в виде: Заполним таблицу рассчитанными значениями токов и напряжений: Запишем… Читать ещё >

Расчет параметров режимов работы однофазной цепи, состоящей из электроприемников смешанного соединения (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Задание

Цель работы — расчет параметров режимов работы однофазной цепи, состоящей из электроприемников смешанного соединения. Под смешанным соединением понимают соединения, представляющие собой сочетания последовательных и параллельных соединений участков цепи. Общий вид схемы со смешанным соединением элементов приведен на рис. 1. В состав приемников, полные сопротивления которых обозначены как Z1, Z2, Z3 могут входить индуктивные катушки, конденсаторы и активные сопротивления.

однофазный цепь напряжение индуктивность.

Общий вид схемы со смешанным соединением элементов.

Рис. 1 — Общий вид схемы со смешанным соединением элементов

Исходными данными при расчете параметров режима работы цепи являются: сопротивления всех участков, входное напряжение, или падения напряжения на отдельных участках, или токи в ветвях в цепи.

Исходные данные для расчета:

R0= 10 Ом, X0= 6 Ом, R1= 24 Ом, X1= -7 Ом, R2= 15 Ом, X2= 20 Ом, U= 120 B.

1. Схема расчета

Начертим истинную схему расчета в развернутом виде. Учтем при этом, что положительное значение реактивного сопротивления обусловлено индуктивностью L, а отрицательное значение реактивного сопротивления обусловлено емкостью C.

Схема расчета.

Рис. 2 — Схема расчета

2. Расчет параметров цепи

Рассчитаем параметры режима работы однофазной цепи. Определяем комплексные сопротивления ветвей:

Z0 = R0 + jX0 (1).

Z0 = 10 + j6 = 11,7ej31 Ом.

Z1 = R1 — jX1 (2).

Z1 = 24 — j7 = 25e-j16 Ом.

Z2 = R2 + jX2 (3).

Z2 = 15 + j20 = 25ej53 Ом Параллельно соединенную первую и вторую ветви, заменим эквивалентной и определяем сопротивление Z12:

Расчет параметров режимов работы однофазной цепи, состоящей из электроприемников смешанного соединения.

Z12 = (4).

Расчет параметров режимов работы однофазной цепи, состоящей из электроприемников смешанного соединения.

Z12=14,4 + j4,9 Ом Комплексное входное сопротивление цепи:

Zвх = Z0 + Z12 = 10 + j6 + 14,4 + j4,9 = 24,4 + j10,9 = 26,7ej24 Ом (5).

Определяем общий ток I0 (до разветвления) по закону Ома:

Расчет параметров режимов работы однофазной цепи, состоящей из электроприемников смешанного соединения.

I0 = (6).

Расчет параметров режимов работы однофазной цепи, состоящей из электроприемников смешанного соединения.

I0 = = 4,5e-j24 = 4,1 — j1,8 А Определяем комплексное напряжение Uab на зажимах первой и второй ветви:

Uab = I0Z12 (7).

Uab = 4,5e-j24 •15,2ej19 = 68,4e-j5= 68,1 — j6 B.

Определяем комплексы тока в первой и во второй ветви:

Расчет параметров режимов работы однофазной цепи, состоящей из электроприемников смешанного соединения.

I1 = (8).

Расчет параметров режимов работы однофазной цепи, состоящей из электроприемников смешанного соединения.

I1 = = 2,7ej11 = 2,7 + j0,5 А.

Расчет параметров режимов работы однофазной цепи, состоящей из электроприемников смешанного соединения.

I2 = (9).

Расчет параметров режимов работы однофазной цепи, состоящей из электроприемников смешанного соединения.

I2 = = 2,7e-j58 = 1,4 — j2,3 А Определяем напряжение цепи на элементах нулевой ветви:

U0= I0Z0 (10).

U0= 4,5e-j24 *11,7ej31 = 52,7ej7 = 52,3 + j6,4 B.

Заполним таблицу рассчитанными значениями токов и напряжений:

Uвх B.

Z0 Ом.

Z1 Ом.

Z2 Ом.

R0

X0

R1

X1

R2

X2

120ej0

— 7.

I0

I1

I2

U0

Uав

А.

В.

4,5e-j24

2,7ej11

2,7e-j58

52,7ej7

68,4e-j5

3. Уравнение электрического состояния цепи

Электрическое состояние цепи переменного тока описывается с помощью уравнений, составленных в соответствии с законами Кирхгофа.

По первому закону Кирхгофа:

I0 = I1 + I2 (11).

или.

  • 4,1 — j1,8 = 2,7 + j0,5 + 1,4 — j2,3
  • 4,1 — j1,8 = 4,1 — j1,8

По второму закону Кирхгофа:

Uвх = U0 + Uab (12).

или.

  • 120 = 52,3 + j6,4 + 68,1 — j6
  • 120 120,4 + j0,4

Для внутреннего контура второй закон Кирхгофа запишется в виде:

UR1 + UC1 = UR2 + UL2 (13).

или.

I1Z1 = I2Z2 (14).

Подставляем вычисленные значения:

  • 2,7ej11 *25e-j16 = 2,7e-j58 *25ej53
  • 67,5e-j5 = 67,5e-j5

Таким образом, вычисления произведены верно.

4. Векторная диаграмма токов и напряжений

Построим векторную диаграмму токов и напряжений. Направление вектора напряжения Uвх совпадает с положительным направлением действительной оси комплексной плоскости.

Выбираем масштабы для векторной диаграммы:

по напряжению mu = 10 B/см по току mI = 0,5 A/см Векторная диаграмма токов и напряжений приведена на рис. 3.

5. Расчет полной мощности

Вычисляем полную мощность:

  • S = Uвх I0 (15)
  • S = 120ej0• 4,5e-j24 = 540e-j24 BA

Для определения активной и реактивной мощностей найденную полную мощность, выраженную комплексным числом в показательной форме переведем в алгебраическую форму. Тогда действительная часть комплексного числа будет являться активной мощностью, а мнимая — реактивной:

S = 540 • cos (-24) + j540 • sin (-24)= 493,3 — j219,6 BA.

Откуда.

P = 493,3 Bт.

Q = -219,6 ВАр

6. Мгновенные значения тока и напряжения

Запишем выражения для мгновенных значений тока и напряжения:

uвх= 120 sin t.

i0 = 4,5 sin (t-24).

7. Расчет емкости и индуктивности

Рассчитаем емкость и индуктивность при частоте f=50 Гц.

Как известно, катушка в цепи переменного тока оказывает этому току сопротивление:

XL = 2fL (16).

Откуда.

L= XL / (2f) (17).

По условиям задания XL составляет 6 Ом и 20 Ом, тогда.

L0 = 6 / (2 • 3,14 • 50) = 0,02 Гн = 20 мГн.

L0 = 20 / (2 • 3,14 • 50) = 0,064 Гн = 64 мГн В цепи переменного тока емкостной элемент обладает сопротивлением.

XC = 1 / (2fC) (18).

Следовательно,.

C = 1 / (2fXC) (19).

В нашем случае С1 = 1 / (2 • 3,14 • 50 • 7) = 4,5 • 10-4 Ф = 450 мкФ.

Список использованных источников

  • 1. Касаткин А. С. Электротехника / А. С. Касаткин, М. В. Немцов. — М.: Высш.шк., 2000. — 541 с.
  • 2. Любова О. А. Расчет однофазной цепи переменного тока: методические указания к выполнению расчетно-графического задания № 1 по электротехнике / О. А. Любова, И. А. Птракова. Архангельск: Издательство АГТУ, 2006. — 22 с.
Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой