У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

тема; ватметр ~ електродинамічна система необхідно- Нарисувати розрахункову схему електричного кола

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-03-13

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 3.2.2025

3. Лінійне електричне коло змінного струму

Завдання

Схеми електричного кола змінного струму з елементами R, L, C подано в табл.3.2. Параметри електричного кола вказано в табл.3.1. За відомим показом одного з приладів (вольтметр, амперметр – електромагнітна система; ватметр – електродинамічна система) необхідно:

  1.  Нарисувати розрахункову схему електричного кола.
  2.  Розрахувати струми віток електричного кола.
  3.  Визначити покази інших вимірювальних приладів.
  4.  Побудувати трикутник вхідного опору схеми і обчислити кут зсуву фаз φ між напругою та струмом джерела живлення.
  5.  Перевірити баланс активної потужності електричного кола.
  6.  Обчислити значення опорів реактивних елементів електричного кола на частоті кратній двом та чотирьом до заданої частоти джерела живлення.

            Таблиця 3.1

Варіанти завдань

№

вар.

№

схеми

Показ вимірювального приладу

Параметри електричного кола

R1, Ом

R2,

Ом

C1,

мкФ

C2,

мкФ

L1,

мГн

L2,

мГн

f,

Гц

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

1

UV = 12 В

1,8

–

1000

500

15

–

50

2

2

2,0

4,2

600

–

10

–

100

3

3

2,2

–

200

–

2

4

400

4

4

2,4

5,1

–

–

3

1,5

500

5

5

2,7

5,6

–

–

8

12

50

6

6

3,0

–

500

800

8

–

100

7

7

3,3

6,8

150

–

2,5

–

400

8

8

3,6

7,2

120

–

2

–

500

9

9

UV1 = 9 В

3,9

–

800

600

14

–

50

10

10

1,8

–

1000

–

12

8

50

11

1

2,4

–

800

300

10

–

100

12

2

3,2

2,7

400

–

6

–

50

13

3

4,2

–

400

–

6

4

200

14

4

3,3

1,8

–

–

5

8

400

15

5

5,1

6,8

–

–

10

14

100

16

6

6,8

–

400

600

12

–

200

17

7

I = 0,8 А

7,2

3,9

250

–

5

–

300

18

8

1,8

3,2

320

–

5

–

400

№

вар.

№

Схеми

Показ вимірювального приладу

Параметри електричного кола

R1,

Ом

R2,

Ом

C1,

мкФ

C2,

мкФ

L1,

мГн

L2,

мГн

f,

Гц

19

9

I = 0,8 A

2,2

–

200

300

8

–

100

20

10

6,8

–

800

–

10

6

100

21

1

5,6

–

1200

400

8

–

100

22

2

3,4

–

300

–

15

–

50

23

3

7,2

5,6

800

–

12

10

200

24

4

3,2

–

1000

–

16

8

400

25

5

P = 20 Вт

1,8

2,4

–

–

15

12

200

26

6

5,1

3,2

200

400

4

–

150

27

7

1,8

2,2

200

–

18

–

100

28

8

2,2

4,2

600

–

18

–

400

29

9

6,8

–

180

360

2,5

–

300

30

10

2,8

–

280

–

18

10

200

31

1

2,2

–

400

600

4

–

200

32

2

6,8

3,3

300

–

10

–

100


Таблиця 3.2

Варіанти схем

№

схеми

Схема

№

схеми

Схема

1

2

3

4

5

 

6

7

8

9

10

Примітка:

1. Вибір схеми та варіанта параметрів здійснюється за табл.3.1 згідно порядкового номера у груповому журналі.

МЕТОДИЧНІ ПОРАДИ

Серед періодичних змінних струмів найпоширенішим є синусоїдний струм, тобто такий, що є синусоїдною функцією часу. Закон зміни такого струму можна представити виразом

,     (3.1)

де  – амплітуда,  – колова частота,  – початкова фаза. Часова діаграма синусоїдного струму показана на рис.3.1.

Рис.3.1 Синусоїда та її параметри

Ефективність змінного струму характеризується діючим значенням цього струму І (рис.3.1.). Виміряти діючі значення струму та напруги можна вимірювальними приладами відповідно амперметром і вольтметром електромагнітної системи. Діючі значення струму і напруги пов’язані з їх максимальними значеннями такими виразами

,  .    (3.2)

Для аналізу заданого електричного кола спочатку треба нарисувати розрахункову електричну схему (без вимірювальних приладів) (рис.3.2.). Тут необхідно врахувати, що опір амперметра приймаємо рівним нулю (RA=0), а опір вольтметра – нескінченності (RV=) . 

   а)      б)

Рис. 3.2. Схема електричного кола: а – задана; б – розрахункова

Отже, розрахунку підлягають діючі значення струмів віток та напруги на відповідних ділянках кола. Послідовність обчислення цих величин буде залежати від умов конкретного завдання. Якщо задано напругу джерела, то спочатку необхідно обчислити вхідний опір кола, а потім покази вимірювальних приладів. У випадку, коли задано показ амперметра чи вольтметра на ділянці електричного кола, то спочатку треба обчислити відповідно напругу чи струм на цій ділянці і далі покази вимірювальних приладів. Під час розрахунку використовують закон Ома для кола синусоїдного струму

,      (3.3)

де Z – повний опір ділянки електричного кола, який визначається з врахуванням наявних елементів R, L, C  на цій ділянці  за виразом

.   (3.4)

Якщо в схемі електричного кола маємо паралельно з’єднані дві котушки індуктивності або два конденсатори, то їх можна замінити відповідним еквівалентним елементом, індуктивність чи ємність якого обчислюють за виразами

, .   (3.5)

Повний опір Z електричного кола має геометричну інтерпретацію (рис.3.3). Активний R, реактивний X=XL-XC та повний Z опори двополюсника співвідносяться як сторони прямокутного трикутника, який називають трикутником опорів.

а)   б)     

Рис.3.2. Трикутник опорів: а) – ; б) –

Зсув фаз  між напругою та струмом джерела живлення залежить від співвідношення активного і реактивного опорів та визначається за виразом

,  або  .   (3.6)

У колах синусоїдного струму має місце процес перетворення електромагнітної енергії в інші види енергії. Ця енергія характеризується повною потужністю, яка визначається як максимальне значення миттєвої потужності при заданих струмі та напрузі

   або .    (3.7)

Процеси обміну енергією між змінними магнітними і електричними полями та джерелом характеризує реактивна потужність

.      (3.8) 

Роботу, що виконується в електричному колі характеризує активна потужність

.       (3.9)

За законом збереження енергії, енергія вироблена джерелами енергії в електричному колі повинна дорівнювати енергії, що спожита приймачами цієї енергії. Що б у цьому переконатися необхідно зробити баланс потужностей.

Рівняння балансу потужностей для активної потужностей має вигляд

, ,   (3.10) 

де ,   – активні потужності джерел та споживачів відповідно; діюче значення напруги джерело енергії.

Оскільки в заданих електричних колах діє тільки одне джерело напруги, то в рівнянні балансу потужностей зліва знаку дорівнює буде тільки один доданок .

Показ ватметра залежить від напряму струму через нього (рис.3.3) і визначається за відповідними виразами.

 

        а)   б)

Рис.3.3. Схеми вмикання ватметра

Відомо, що опори реактивних елементів залежать від частоти. Тому, якщо необхідно обчислити значення цих опорів на іншій частоті рекомендується використовувати такі вирази

,  ;  (3.11)

де  – кратність даної частоти fi  до заданої f.

Розглянемо розрахунок електричного кола, показаного рис.3.2.а, якщо параметра кола такі: R1=5 Ом; L1=30 мГн; С1=1000 мкФ; С2=500 мкФ; f=50Гц; UV=50 В.

Розрахуємо струми у вітках електричного кола. Оскільки задано діюче значення напруги UV на паралельних вітках з елементами С1, С2, обчислимо діюче значення струму через елемент  С2

,

де .

В цій же ж вітці увімкнено амперметр, тому його показ

.

Дві паралельні вітки з конденсаторами С1, С2 можна замінити однією віткою з еквівалентним конденсатором С12 

.   

За законом Ома обчислюємо діюче значення струму І, що проходить через еквівалентний конденсатор С12 

.

Показ вольтметра V1

.

Обчислюємо вхідний опір електричного кола

.

Діюче значення напруги прикладеної до електричного кола

.

Зсув фаз між прикладеною напругою U і струмом І

.

Обчислюємо показ ваттметра, який увімкнутий на напругу U та струм І 

.

Перевіримо баланс активної потужності, з врахуванням того, що в колі тільки одне джерело енергії та один споживач активної потужності R1.

, , .

Обчислюємо значення опорів реактивних елементів електричного кола на частоті  кратній двом та чотирьом до заданої частоти джерела живлення

Ом, Ом;

, .

PAGE  3




1. за и против
2. Тема- Коммуникации в менеджменте Начало формы Конец формы Обмен информацией в менеджменте на осн
3. мат н проф Пермский государственный национальный исследовательский университет В
4. Тема- Написання та оформлення довідок Мета- Навчитися правильно оформлювати довідки знати види довідок ре
5. Хачатурян Арам Ильич
6. 121843 Клаусталь ~ 27
7. Тема 11 Правовое положение предприятий и их объединений 11
8. по теме- Метод Эйлера кафедра ПМИ группа 1290
9. Петербургский гуманитарный университет профсоюзов Утверждены Ученым советом факультета культуры
10. Безне в~би дип атамагыз с~л~фи дип атагыз дил~р

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе