Меню

Расчет неразветвленных цепей переменного тока это

Расчет неразветвленной цепи переменного тока

Задание для обучающихся с применением дистанционных образовательных технологий и электронного обучения

Группа Э-17

Общепрофессиональная дисциплина: ОП.02 ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

Тема занятия: Неразветвленная цепь с активным сопротивлением, емкостью и индуктивностью

Форма: лекция

1 Неразветвленная цепь с активным сопротивлением, емкостью и индуктивностью

2 Расчет неразветвленной цепи переменного тока с произвольным числом активных и реактивных элементов.

3. Общий случай неразветвленной цепи. Построение топографической диаграммы

1 Неразветвленная цепь с активным сопротивлением, емкостью и индуктивностью

Электрическая цепь с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью представляет собой общий случай последовательного соединения активных и реактивных сопротивлений и является последовательным колебательным контуром.

Принимаем фазу тока нулевой, т.е. ток в этой цепи изменяется по закону :

Тогда напряжение на активном сопротивлении будет изменяться как hello_html_m1ff33ca.png, а напряжение на индуктивности hello_html_71e435c7.png, напряжение на емкости — hello_html_m19ab2778.png.

Выведем закон Ома для рассматриваемой цепи. Так как модуль вектора U L + U C рассчитывают как разность действующих значений U L –U C ,

то из диаграммы следует, что hello_html_m412d1d59.png. Но hello_html_36d0bc7d.png; hello_html_m3b2cfeef.png, hello_html_162c08b7.png; следовательно, hello_html_6cfa0289.png, откуда

hello_html_56d08669.png

Рисунок 1 – Электрическая схема последовательного соединения элементов

hello_html_m3c96a685.png.

Введя обозначение hello_html_m179b84dc.png,

где Z– полное сопротивление цепи, найдем, что полный ток рассматриваемой цепи определится как:

hello_html_m26d4338.png.

Разность между индуктивным и емкостным сопротивлениями hello_html_67b2b117.png называют реактивным сопротивлением цепи.

2 Расчет неразветвленной цепи переменного тока с произвольным числом активных и реактивных элементов

Последовательная цепь (рисунок 2) подключена к источнику переменного напряжения U =36В. Параметры выбраны следующие: R =10Ом, L =10мГн, C =1мкФ. Определить характеристики полного сопротивления и тока цепи при частоте 7961,8Гц.

Дано: U =36В hello_html_m4ff09b50.png

Определить: I, Z

Рисунок 2 – Электрическая схема

Находим полное сопротивление: hello_html_m56e55b99.png;

hello_html_m484c981c.png

=10 Ом;

Находим ток: I=U/Z ;

В сеть синусоидального тока с частотой f = 50 Гц включены последовательно реостат с сопротивлением R =5 Ом, индуктивность L и емкость C . Вычислить индуктивность L и емкость C , если напряжения на R, L и C одинаковы.

hello_html_467fceeb.png

Дано: f = 50 Гц

U L =U C =U R

Определить: L, C;

Рисунок 3 – Электрическая схема

Так как в неразветвленной цепи ток на всех участках (сопротивлениях) имеет одинаковое значение, то и падение напряжения на всех участках цепи имеет одинаковое значение при одинаковых сопротивлениях участков.

R =5 Ом, X L =5 Ом, X C =5 Ом.

Схема цепи изображена на рисунке 3

hello_html_33e0512.png-индуктивное сопротивление;

hello_html_15c7f31.png— емкостное сопротивление;

hello_html_74cedd3e.png

Напряжения на индуктивности и емкости при резонансе равны между собой и могут оказаться больше по значению напряжения цепи. Понятие добротности имеет важное практическое значение (например, для антенн).

3 Общий случай неразветвленной цепи

В неразветвленной цепи в общем случае может быть включено несколько активных, несколько реактивных сопротивлений. Такие цепи рассчитываются аналогично цепям, содержащим активное, емкостное и индуктивное сопротивления. Находим эквивалентные сопротивления: активное, емкостное, индуктивное, как суммы соответствующих сопротивлений.

На рисунке 4 в однофазную электрическую цепь переменного синусоидального тока напряжением U=50В включены активные R 1 =9 Ом и R 2 =11 Ом и реактивные элементы, обладающие сопротивлениями Х L = 12 Ом, X C =27 Ом.

Определить: ток I в цепи;напряжение на каждом элементе цепи; активные, реактивные и полное сопротивления; угол сдвига фаз между напряжением и током ( по величине и знаку); активные и реактивные мощности элементов; активную, реактивную и полную мощности цепи.

Построить в масштабе векторную диаграмму напряжений. После построения диаграммы измерить вектор суммарного напряжения и убедиться в том, что с учетом масштаба его величина равна напряжению, подведенному к зажимам цепи

hello_html_3af38e0.jpg

Рисунок 4 — Электрическая схема

1. Определяем полное сопротивление цепи

2. Определяем ток цепи

3. Определяем падение напряжения:

на активном сопротивлении R 1

на активном сопротивлении R 2

на индуктивном сопротивлении

на емкостном сопротивлении

4. Определяем угол сдвига фаз между напряжением и током

5. Определяем активную мощность цепи

6. Определяем реактивную мощность цепи

7. Определяем полную мощность цепи

8. Построение векторной диаграммы начинаем с выбора масштаба для тока и напряжения. Задаемся масштабом по току и по напряжению ;

Здесь и — масштабные коэффициенты. Они показывают, сколько ампер или вольт содержится в 1 см. Масштаб можно задавать и графически (см. рис. 5).

От точки 0 горизонтально вправо проводим вектор тока I общий для всей цепи. В выбранном масштабе его длина будет

hello_html_m2d984d9.jpg

Рисунок 5 — Векторная диаграмма

Вектор активного напряжения совпадает по фазе с током, угол сдвига фаз между ними равен 0, поэтому откладываем его вдоль вектора тока от точки 0 вправо. В выбранном масштабе его длина будет

От конца вектора U R 1 , откладываем вправо вдоль вектора тока вектор активного напряжения U R 2 . Его длина будет

От конца вектора U R 2 откладываем вертикально вверх вектор падения напряжения на индуктивном сопротивлении U L так как он опережает ток на угол 90°. Его длина будет

От конца вектора U L откладываем вертикально вниз вектор падения напряжения U С на емкостном сопротивлении, т.к. он отстает от тока угол 90°. Его длина будет

Геометрическая сумма векторов U R1 , U R 2 , U L и U С должна быть равна полному напряжению U , приложенному к зажимам цепи, т.е.

Измерив длину этого вектора, убеждаемся, что она l U = 5 см. Это значит, что с учетом масштаба его величина будет:

По условию задачи именно такое напряжение приложено к зажимам

Если в выбранном масштабе вектор суммарного напряжения не будет равен приложенному к зажимам цепи напряжению, то это будет говорить об ошибке, допущенной в решении задачи или в построении векторной диаграммы. Ее нужно найти и устранить:

Чаще всего наблюдаются ошибки, связанные с искажение масштабов при построении векторной диаграммы. Учтите это, при построении векторной диаграммы пользуйтесь чертежным инструментом. Выполняйте диаграмму точно и аккуратно.

Напряжение, приложенное к цепи (рисунок 6) U = 220 В, частота тока сети f =50 Гц. Начальная фаза ψ =0. Сопротивление участков цепи R1 =8Ом, R2 =7Ом, R3 =5Ом, X L1 =20Ом, X L2 =18Ом, X C1 =10 Ом, X C2 =13Ом. Требуется определить ток цепи и записать его мгновенное значение, построить векторную диаграмму цепи, полную, активную, реактивную мощности цепи.

Дано: U = 220 В;

hello_html_m408cf565.png

f =50 Гц;

Читайте также:  Дифференциальная защита электродвигателей с током

X L1 =20Ом;

X L2 =18Ом;

X C1 =10 Ом; Рисунок 6 – Электрическая схема

X C2 =13Ом;

Определить: I, P, Q, S , записать мгновенное значение тока, построить векторную диаграмму цепи.

Вычислим полное сопротивление цепи:

hello_html_6170efe5.png

;

Z = hello_html_m63e8ced7.png=25Ом

Находим действующее значение тока: I=U/Z; I =220/25=8,8 А;

Найдем значение амплитуды тока : I m = I ; I m = *8,8=12,4А;

Угловая частота: ω=2πf = 2π∙50=314;

Определим коэффициент мощности:

hello_html_m3fd9cbda.png; hello_html_m226ce544.png; φ=arccos 0,8= 37

Мгновенное значение тока цепи:

hello_html_mf709d36.png; i=12,4sin(314t+37 ) ;

Определим полную мощность:

S=220∙8,8=1936 ВА;

Определим активную мощность:

hello_html_m53bf49c9.png;

Р=1936∙0,8=1548,8Вт;

Определим реактивную мощность:

hello_html_m52829d17.png;

Q =1936∙0,6=1161,6 Вар;

Для построения векторной диаграммы находим напряжения на каждом элементе цепи:

U C 1 = IX C 1 ; U C 1 =8,8∙10=88В;

U R 1 = IX R 1 ; U R1 =8,8∙8=70В;

U R2 =IX R2 ; U R2 =8,8∙7=62В;

U L 1 = IX L 1 ; U L 1 =8,8∙20=176В;

U R 3 = IX R 3 ; U R3 =8,8∙5=44В;

U L2 =IX L2 ; U L2 =8,8∙18=158В;

U C2 =IX C2 ; U C2 =8,8∙13=114В.

Строим векторную (топографическую) диаграмму (рисунок 7):

hello_html_63b4f063.png

Рисунок 7 – Топографическая диаграмма

Задание 1 Проработать материал лекции.

Источник

Расчет неразветвленной цепи переменного тока

Цепь переменного тока содержит различные элементы (резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы), включенные последовательно. Общий вид цепи показан на рисунке 1. В зависимости от данных нарисовать схему и определить следующие величины:

1) полное сопротивление цепи Z;

2) падение напряжения на каждом элементе и напряжение U, приложенное к цепи;

3) ток I в неразветвленной части цепи;

4) угол сдвига фаз (по величине и знаку);

5) активную, реактивную и полную мощности для всей цепи;

6) определить характер цепи.

Начертить в масштабе векторную диаграмму напряжений, треугольники сопротивлений и мощностей, и пояснить их построение.

№ п/п Активное сопротивление, Ом Емкостное сопротивление, Ом Индуктивное сопротивление, Ом Емкость, мкФ Индуктивность, мГн Частота, Гц Дополнительный параметр
R1 R2 R3 XC2 XC3 XL1 XL3 С1 С2 L1 L2 f
I=4 A
P1=150 Вт
S=180 ВА
Q=150 Вар
Р=24 Вт
Q=300 Вар
Q=64 Вар
Р1=48 Вт
S=300 ВА
I=4 А
38,2 U=120 В
U=140 В
Uа1=100 В
U=120 В
Р1=120 Вт

R1 R2 R3 XC2 XC3 XL1 XL3 С1 С2 L1 L2 f
Q=500 Вар
I=4 А
Р1=48 В
S=200 ВА
Q=640 Вар
I=6 А
S=150 ВА
Р=200 Вт
Р2=40 Вт
Uа3=40 В
Q=300 ВА
Р1=100 Вт
U=56 В
I=2 А
Р=100 Вт

Расчет разветвленной цепи переменного тока

Разветвленная цепь переменного тока состоит из трех параллельных ветвей, содержащих различные элементы (резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы). Общий вид цепи показан на рисунке 1. П Р И М Е Ч А Н И Е: Индекс «1» — у дополнительного параметра означает, что он относится к первой ветви; индекс «2» — ко второй, «3» — к третьей. В зависимости от данных нарисовать схему и определить следующие величины:

7) полные сопротивления ветвей Z1, Z2, Z3;

8) активные и реактивные проводимости параллельных ветвей;

10) ток I в неразветвленной части цепи;

11) угол сдвига фаз (по величине и знаку);

12) активную, реактивную и полную мощности для всей цепи.

Начертить в масштабе векторную диаграмму и пояснить ее построение.

№ п/п Активное сопротивление, Ом Емкостное сопротивление, Ом Индуктивное сопротивление, Ом Дополнительный параметр
R1 R2 R3 XC2 XC3 XL1 XL3
I1=5 A
P2=128 Вт
S=180 ВА
Q=150 Вар
UR1=144 В
I2=5 A
UL1=144 В
U=48 В
U=50 В
QL2=120 Вар
U=100 В
R1 R2 R3 XC2 XC3 XL1 XL3
U=140 В
Uа1=100 В
Uа2=120 В
Р1=50 Вт
Q=90 Вар
S=100 ВА
U=50 В
Р=40 Вт
Q=100 Вар
U=50 В
S=120 ВА
U=80 В
Р=40 Вт
Q=80 Вар
U=100В
Р=120 Вт
Q=100 Вар
U=60 В
S=80 ВА

Расчет трехфазной цепи.

1. В трехфазную четырехпроводную сеть с линейным напряжением Uл включили звездой разные по характеру сопротивления (рисунок 1). Определить фазное напряжение, активную, реактивную, полную мощности. Найти линейные токи и начертить в масштабе векторную диаграмму цепи. По векторной диаграмме определить числовое значение тока в нулевом проводе (задача для четных номеров).

Рисунок 1. Рисунок 2.

2. В трехфазную сеть с линейным напряжением Uл включены треугольником разные по характеру сопротивления (рисунок 2). Определить фазные и линейные токи, активную, реактивную и полную мощности потребляемой всей цепью. Начертить векторную диаграмму цепи и по ней определить числовые значения линейных токов. (задача для нечетных номеров)

ПРИМЕЧАНИЕ. Все данные приведены в таблице №1. Схему рисовать исходя из данных.

№ п.п. Дополнительный параметр Сопротивления фазы А, Ом Сопротивления фазы В, Ом Сопротивления фазы С, Ом
R XL XC R XL XC R XL XC
1. Uл=380 В
2. Uл=380 В
3. Uф=220 В
4. Uл=660 В
5. Uф=380 В
6. Uл=380 В
7. Uф=220 В
8. Uл=220 В

№ п.п. Дополнительный параметр Сопротивления фазы А, Ом Сопротивления фазы В, Ом Сопротивления фазы С, Ом
R XL XC R XL XC R XL XC
9. Uф=220 В
10. Uл=380 В
11. Uл=680 В
12. Uф=127 В
13. Uл=180 В
14. Uф=220 В
15. Uл=480 В
16. Uл=220 В
17. Uл=280 В
18. Uф=380 В
19. Uф=320 В
20. Uф=200 В
21. Uф=300 В
22. Uф=120 В
23. Uл=400 В
24. Uф=220 В
25. Uл=600 В
26. Uф=320 В
27. Uф=420 В
28. Uф=420 В
29. Uф=200 В
30. Uф=220 В

1.6. Примеры решения типовых задач

Определить эквивалентное сопротивление цепи показанной на рис.1, если R1=R3=R5=R6=3 Ом, R2=20 Ом, R4=24 Ом. Найти силу тока идущего через каждый резистор, если к цепи приложено напряжение U=36В.

1. Определяем эквивалентное сопротивление цепи Rэк. Сопротивления R3, R4, R5 соединены последовательно

2. Сопротивления R2 и R3-5 соединены параллельно, поэтому

3. Сопротивления R1, R2-5, R6 соединены последовательно

Читайте также:  Процедура током как называется детям

4. Показываем на схеме токи, протекающие по каждому сопротивлению, и находим их. Так как напряжение U приложено ко всей цепи, то согласно закону Ома

5. Так как сопротивления R1, R2-5, R6 соединены последовательно, то А

6. Найдем падения напряжения

Указания к решению задач 2 и 3.

Эти задачи относятся к разветвленным и неразветвленным переменного тока. Перед их решением изучите материал темы 3.1., ознакомьтесь с методикой построения векторных диаграмм.

Пример 2. Активное сопротивление катушки rк=6 Ом, индуктивность ее L=0,0318. Последовательно с катушкой включено активное сопротивление R=2 Ом и конденсатор емкостью С=795 мкФ. К цепи приложено напряжение U=100 В. Определить: полное сопротивление цепи, силу тока, коэффициент мощности, активную, реактивную и полную мощности, напряжения на каждом сопротивлении. Начертить в масштабе векторную диаграмму. Частота тока в цепи f=50 Гц.

Решение:

1. Найдем индуктивное сопротивление катушки и емкостное сопротивление конденсатора

2. Полное сопротивление цепи Ом

4. Коэффициент мощности , по таблице Брадиса находим

Определяя угол сдвига фаз через четную функцию косинус, мы теряем знак угла. Поэтому в тех случаях, где важен знак угла, следует пользоваться нечетными его функциями (синусом или тангенсом). В нашем примере

Знак плюс у угла показывает, что напряжение опережает ток.

5. Активная мощность Вт

6. Реактивная мощность Вар

7. Полная мощность ВА

8. Для построения векторной диаграммы найдем напряжения на сопротивлениях цепи

Построение векторной диаграммы начнем с выбора масштабов для тока и напряжения. Задаемся масштабом по току: в 1 См-4 А и масштабом по напряжению: в 1См – 20 В.

Построение векторной диаграммы начнем с вектора тока, который откладываем по горизонтали в масштабе

Вдоль вектора тока откладываем напряжения на активных сопротивлениях rk и R:

Из конца вектора UR откладываем в сторону опережения (против часовой стрелки) вектора тока на 90 0 вектор напряжения UL на индуктивном сопротивлении. Длина вектора

Из конца вектора UL откладываем в сторону отставания от вектора тока на 90 0 вектор напряжения на емкостном сопротивлении UC. Длина вектора

Геометрическая сумма векторов Uk, UR, UL, UC представляет полное напряжение U. Так как длина вектора равна 5 см, то величина напряжения составит

Пример 3. Катушка с активным сопротивлением r=20 Ом и индуктивным сопротивлением XL= 15 Ом, соединена параллельно с конденсатором, емкостное сопротивление которого XC=50 Ом. Определить токи в ветвях и в неразветвленной части цепи, активные и реактивные мощности ветвей и всей цепи; начертить в масштабе векторную диаграмму. К цепи приложено напряжение U=100 В.

Решение:

1. Найдем токи в ветвях

2. Углы сдвига фаз будем находить по синусам во избежание потери знаков углов:

1>0, т.е. напряжение опережает ток)

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник



Пример расчета неразветвленной электрической цепи переменного тока .

Задача. Конденсатор емкостью С =3,4 мкФ и катушка с активным сопротивлением

R = 50 Ом и индуктивностью L = 29,8 мГн подключены последовательно к

генератору переменного тока с напряжением U = 200 В и частотой ƒ = 250 Гц .

Определить ток, активную, реактивную и полную мощности катушки, конденсатора и всей цепи при неизменном напряжении генератора и условиях : XL > XC (ƒ > ƒP) , XL XC ; ƒ > ƒP , принимаем ƒ = 600 Гц

  1. Определяем реактивные и полное сопротивление цепи :

XL = 2πƒL =6,28 ∙ 600 ∙ 29,8∙10 -3 =112,3 Ом

Xс = 1/ 2πƒC = 1 / 6,28 ∙ 600 ∙ 3,4∙10 -6 = 78 Ом

2. Определяем ток в цепи : I = U / Z = 200 / 60,5 = 3,3 A.

3. Определяем угол сдвига фаз между током и напряжением из треугольника сопротивлений :

cos φ = R / Z = 50 / 60,5 = 0,8264 ; sin φ = XL − XC / Z = 112,3 – 78 / 60,5 = 0,566

4. Определяем активную мощность :

Р = U I cos φ = 200∙3,3∙0,8264 = 545,4 Вт

5. Определяем реактивные мощности катушки и конденсатора :

QL = I 2 XL =3,3 2 ∙112,3 =1222,95 вар ; QС = I 2 XС =3,3 2 ∙ 78 =849,42 вар

6. Определяем реактивную мощность цепи :

Q = QL — QС = 1222,95 – 849,42 = 373,5 вар или Q = U I sin φ = 200∙3,3∙0,566 = 373,5 вар

7. Определяем полную мощность цепи : S = UI = 200 ∙ 3,3 = 660 BA

Расчет цепи при условии XС > XL ; ƒ -3 = 46,8 Ом

Xс = 1/ 2πƒC = 1 / 6,28 ∙ 250 ∙ 3,4∙10 -6 = 187 Ом

2. Определяем ток в цепи : I = U / Z = 200 / 149 = 1,34 A.

3. Определяем угол сдвига фаз между током и напряжением из треугольника сопротивлений :

cos φ = R / Z = 50 / 149 = 0,335 ; sin φ = XL − XC / Z = 46,8 – 187 / 149 = − 0,94

4. Определяем активную мощность :

Р = U I cos φ = 200∙1,34 ∙0,335 = 90 Вт

5. Определяем реактивные мощности катушки и конденсатора :

QL = I 2 XL =1,34 2 ∙46,8 = 84 вар ; QС = I 2 XС =1,34 2 ∙ 187 = 336 вар

6. Определяем реактивную мощность цепи :

Q = QL — QС = 84 – 336 = − 252 вар или Q = U I sin φ = 200∙3,3∙0,566 = 373,5 вар

7. Определяем полную мощность цепи : S = UI = 200 ∙ 1,34 = 268 BA

Расчет цепи при условии XL = XC ; ƒ = ƒP , принимаем ƒ = 500 Гц

  1. Определяем реактивные и полное сопротивление цепи :

XL = 2πƒL =6,28 ∙ 500 ∙ 29,8∙10 -3 = 93,6 Ом

Xс = 1/ 2πƒC = 1 / 6,28 ∙ 500 ∙ 3,4∙10 -6 = 93,6 Ом

2. Определяем ток в цепи : I = U / Z = 200 / 50 = 4 A.

3. Определяем угол сдвига фаз между током и напряжением из треугольника сопротивлений :

cos φ = R / Z = 50 / 50 = 1 ; sin φ = XL − XC / Z = 93,6 – 93,6 / 50 = 0

4. Определяем активную мощность :

Р = U I cos φ = 200∙ 4 ∙ 1 = 800 Вт

5. Определяем реактивные мощности катушки и конденсатора :

QL = I 2 XL =4 2 ∙93,6 = 1497,6 вар ; QС = I 2 XС =4 2 ∙ 93,6 = 1497,6 вар

6. Определяем реактивную мощность цепи :

Q = QL — QС = 1497,6 – 1497,6 = 0 вар или Q = U I sin φ = 200∙4∙0 = 0 вар

7. Определяем полную мощность цепи : при резонансе напряжений S = P = 800 ВА

Задание для Задачи 4.

Дано: R=11 Ом; L=9,55 мГн; С=200 мкФ; f=100 Гц; UC=15 В.

Определить: U; I; P; Q. Построить векторную диаграмму.

Читайте также:  Электрическая машина преобразующая механическую энергию в электрическую энергию переменного тока это

Дано: u = 141 sin 628t; R=3 Ом; L=0,0191 Гн; С=200 мкФ.

Определить: I; Ua; UL; UC; P; Q; S. Построить векторную диаграмму.

Дано: u = 564 sin ωt; R1=8 Ом; R2=8 Ом; L=0,0383 Гн; f=50 Гц.

Определить: I; S; P; Q. Построить векторную диаграмму.

Дано: u = 169 sin 628t; R=12 Ом; L=9,55 мГн; С=265 мкФ.

Определить: I; Z; UL; P; Q. Построить векторную диаграмму.

Дано: u = 294 sin 314t; R=5 Ом; L=19,1 мГн; С=159 мкФ.

Определить: UL; Р; Q; S. Построить векторную диаграмму.

Дано: u = 113 sin 628t; R=2 Ом; L=9,6 мГн; С=266 мкФ.

Определить: I; P; Q; S. Построить векторную диаграмму.

Дано: R=3 Ом; L=19,1 мГн; С=530 мкФ; f=50 Гц; Uа=20 В.

Определить: U; P; Q; S. Построить векторную диаграмму.

Дано: u = 564 sin 628t; R=12 Ом; L=19,1 мГн; С=531 мкФ.

Определить: I; P; Q; S. Построить векторную диаграмму.

Дано: R=15 Ом; L=6 мГн; С=400 мкФ; f=100 Гц; UC=20 В.

Определить: U; I; P; Q. Построить векторную диаграмму.

Дано: u = 180 sin 628t; R=16 Ом; L=12 мГн; С=260 мкФ.

Определить: I; Z; UL; P; Q. Построить векторную диаграмму.

ТЕМА: МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ.

5. РАСЧЁТ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ

Пример расчёта магнитной цепи.

Для магнитной цепи, приведенной на рисунке, заданы линейные размеры в сантиметрах, числа витков обмоток и магнитный поток Ф= 2,4·10 ─3 Вб. Оба вертикальных стержня изготовлены из

электротехнической стали 1512(Э42), горизонтальные части – ярма – из литой стали Ст -2. Обе обмотки соединены последовательно и встречно. Определить силу тока в обмотках I для создания

заданного магнитного потока , абсолютную магнитную проницаемость сердечника μа1 и

магнитную проницаемость μ1, где расположена первичная обмотка W1.

Дано :W1 = 600 W2 = 200 Ф= 2,4·10 ─3 Вб., сталь 1512(Э42), сталь Ст -2 .

Определить: I, μа1, μ1

Решение

1. Проводим среднюю магнитную линию и по ней разбиваем цепь на однородные участки

1, ℓ2, ℓ3, ℓ4(т.е. одинакового поперечного сечения и магнитной проницаемости).

2. Определяем поперечные сечения сердечника на каждом участке цепи :

S1 = S2 = 4·6 = 24 см 2 =24·10 ─4 м 2 S3 = S4 = 5·6 = 30 см 2 30·10 ─4 м 2

3. Определяем длины каждого участка :

1 = ℓ2 =20 см = 0,2 м ℓ3 = ℓ4 = 16+ 2·2 + 2,5·2 = 25 см = 0,25 м.

4. Определяем магнитную индукцию на каждом участке :

5. По таблице характеристик намагничивания ферромагнитных материалов определяем

напряженность магнитного поля на ферромагнитных участках сердечника :

в воздушном зазоре :Н =0,8·10 6 · В0 = 0,8·10 6 ·1 = 0,8·10 6 А/м .

6. По закону полного тока записываем уравнение для определения тока цепи, учитывая встречное

400 I = (185·0,2 )·2 + (682·0,25 )·2 +0,8·10 6 ·0,02·10 ─2

I = (185·0,2 )·2 + (682·0,25 )·2 +0,8·10 6 ·0,02·10 ─2 / 400 =1,436 A

7. Определяем абсолютную магнитную проницаемость сердечника на первом участке цепи :

8. Определяем магнитную проницаемость первого участка магнитной цепи :

μа1 = μ1·μ μ1 = μа1 = 0,0054 / 4π·10 ─7 =0,0054 / 125·10 ─8 = 4300

Задание для Задачи 5.

Определить силу тока I в обмотках данной цепи для получения заданного магнитного потока Ф, абсолютную магнитную проницаемость μа1 и магнитную проницаемость μ1 участка цепи, где расположена обмотка с числом витков W1.

Дано: W1 = 500; W2 = 300; Ф = 1,0·10 –3 Вб; материал сердечника — чугун.

Размеры цепи даны в сантиметрах. Обмотки включены согласно.

Дано: W1 = 100; Ф = 3·10 –3 Вб;

материал сердечника — электротехническая сталь (1211). Размеры цепи даны в сантиметрах.

Дано: W1 = 1200; W2 = 600; Ф=1,6·10Вб;

материал сердечника — чугун. Размеры цепи даны в сантиметрах.

Обмотки действуют согласно.

Дано: W1 = 2000; Ф = 2,8·10 –3 Вб;

материал сердечника — литая сталь (Ст.2). Размеры цепи даны в сантиметрах.

Дано: W1 = 400; Ф = 4·10 –3 Вб;

материал сердечника — чугун. Размеры цепи даны в сантиметрах.

Дано: W1 = 600; W2 = 200; Ф = 1,6·10 –3 Вб; материал сердечника — сталь литая (Ст.2). Размеры цепи даны в сантиметрах. Обмотки действуют встречно.

Дано: W1 = 400; W2 = 600; Ф = 1,8·10 –3 Вб;

материал сердечника — электротехническая сталь (Э11) 1211. Размеры цепи даны в сантиметрах. Обмотки действуют согласно.

Дано: W = 1000; Ф = 0,6·10 –3 Вб; материал сердечника — чугун. Размеры цепи даны в сантиметрах.

Дано: W1 = 600; Ф = 8·10 –3 Вб;

материал сердечника — чугун. Размеры цепи даны в сантиметрах.

Дано: W1 = 200; Ф = 6·10 –3 Вб;

материал сердечника — электротехническая сталь (1211). Размеры цепи даны в сантиметрах.

ТЕМА: Основы электроники.

ЗАДАНИЕ 6. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ВОПРОС.

1. Электропроводность полупроводников. Электронно-дырочный переход. Полупроводниковые диоды.

2. Биполярный транзистор. Полевые транзисторы. Область применения.

3. Тиристоры, светодиоды, фотодиоды. Область применения.

4. Фотоэлектрические приборы. Электронные фотоэлементы с внешним и внутренним фотоэффектом.

5. Электронные выпрямители. Однополупериодный и двухполупериодный выпрямители.

6. Трёхфазный выпрямитель. Стабилизатор напряжения.

7. Электронные усилители. Обратная связь в усилителях.

8. Электронные генераторы. Мультивибратор.

9. Гибридные интегральные микросхемы. Фотолитография.

10. Толстоплёночные и тонкоплёночные микросхемы.

Источник

Алгоритм расчета неразветвленной цепи однофазного переменного тока

Действия Формулы Единицы измерения
1. Определение эквивалентного активного, индуктивного и емкостного сопротивлений Ом
2. Определение полного сопротивления цепи Ом
3. Определение коэффициента мощности цепи
4. Определение силы тока в цепи А
5. Определение напряжения на активном сопротивлении В
6. Определение напряжения на индуктивном сопротивлении В
7. Определение напряжения на емкостном сопротивлении В
8. Определение активной мощности Р = I 2 R Вт
9. Определение реактивной индуктивной мощности Q L = I 2 XL вар
10. Определение реактивной емкостной мощности Q С = I 2 X С вар
11. Определение реактивной мощности цепи Q=QL-QC вар
12. Определение полной мощности S=UI В∙А

Практическая работа№3

«Расчет неразветвленной цепи переменного тока»

Цель работы:

Формирование умений, необходимых для расчета неразветвленных цепей переменного тока и построения векторных диаграмм.

Задачи

— начертить расчетную схему

— составить алгоритм расчета конкретной электрической цепи переменного тока

— построить векторную диаграмму

Задание: Начертить расчетную схему с учетом отсутствующих сопротивлений (т.е. равных 0). Определить ток, напряжение на участках цепи, коэффициент мощности, активную, реактивную и полную мощности. Построить векторную диаграмму.

Источник