50484

Линейные электрические цепи однофазного синусоидального тока

Лабораторная работа

Физика

Интегро-дифференциальная форма: Символическая форма: Примечание: направления токов и направления обхода контуров (НОК) на схеме выбраны произвольно. Расчет цепи символическим методом Используем метод узловых потенциалов.

Русский

2014-01-24

292.5 KB

22 чел.

EMBED CorelDRAW.Graphic.9  

Задание 1.

Линейные электрические цепи однофазного синусоидального тока

Рисунок 1.1-линейная электрическая цепь синусоидального тока.

L1=24 мГн;

L2=0 мГн;

C1=12,7 мкФ;

C2=5,5 мкФ;

R3=10 Ом;

f=500 Гц;

e1=282sin(w t) В;

e2=282sin(w t+1800) В.

1.1 Уравнения Кирхгофа для цепи

Интегро-дифференциальная форма:

Символическая форма:

   

Примечание: направления токов и направления обхода контуров (НОК) на схеме выбраны произвольно.

1.2  Расчет цепи символическим методом

Используем метод узловых потенциалов.

Потенциал узла а примем равным 0 (ja=0), для второго узла c составим уравнение:

;

Ycc=Y1+Y2+Y3, где

Ycc-проводимость узла c,

Y1, Y2 ,Y3 - комплексные проводимости ветвей, сходящихся в узле c;

Ic- ток в узле c;

.

Найдем сопротивления реактивных элементов цепи:

;

Комплексные сопротивления ветвей:

Комплексные проводимости ветвей:

Собственная проводимость узла c:

Ycc=Y1+Y2+Y3 = -j0.02+j0.017+0.1 = 0.1-j0.0025 = 0.1e –j1.43 (См)

Заданные мгновенные ЭДС запишем в комплексной форме:

Найдем узловой ток:

Комплексный потенциа jc узла с:

 

Используя обобщенный закон Ома, найдем токи в ветвях:

Проверим правильность вычислений, подставив найденные значения токов в уравнения Кирхгофа:

1)

2)

3) 

 

Таким образом, тождества выполняются с приемлемой точностью, что свидетельствует о правильности найденных токов и уравнений, составленных по законам Кирхгофа.

Ответы:

  1.   Определение показаний ваттметра

Выражение для мощности в комплексной форме имеет вид:

т.е. .

Таким образом,

Здесь полная мощность, - активная мощность, - реактивная мощность. Мы измеряем активную мощность Р.

На рис 3.1 Ваттметр реагирует на ток и напряжение , направления которых на схеме согласованы с генераторными зажимами прибора, тогда ;

Определим теперь показание ваттметра по формуле

В обоих случаях Р получилась отрицательной. Как известно, активная мощность всегда положительна, т. к. это мощность поступающая от источника энергии в нагрузку  и целиком переходящая в тепло.

Знак  “минус” означает, что включение ваттметра на рис. 1 неправильное, что привело к тому, что угол сдвига фаз  между током и напряжением больше , а косинус этого узла отрицательный.

 Для правильного включения ваттметра зажимы одной из обмоток, например токовой, необходимо поменять местами, при этом ток будет реагировать на

Векторная диаграмма тока и напряжения, на которые реагирует ваттметр

                                                                   Mu=20 В/д         Mi=1А/д

Рисунок 1.2   Векторная диаграмма тока и напряжения, на которые реагирует ваттметр.

  1.  Построение векторной и топографической диаграмм.

Пусть ja = 0, тогда обойдем схему по контуру e-d-c-b-a 

je= ja +E1 = 0+200 = 200 В;

jd= je +(-jXC1)I1 = 200 +(-j25.063)(1.468-j3.923) = 102.68-j36.79 В;

jc= jd +jXL1I1 =102,68-j36,79 +j75.398(1.468-j3.923) = 398,47+j73.89 В;

j b= jc +E2-jXL2I2 = 398,47-j73.89 -200-0 = 198,47-j73.89 В;

j a= j b +(-jXC2)I2 = 198,47-j73.89 +(-j57.874)(-1.283-j3.492) =-3.6+j0.36 0В;

Полученная погрешность объясняется погрешностью округления чисел.

Векторная и топографическая диаграмма

 

Рисунок 1.3-Векторная и топографическая диаграммы.

1.5  Уравнения Кирхгофа для цепи с индуктивно-связанными катушками

Между индуктивными катушками  и  имеется индуктивная связь. Включение  и  встречное, что показано точками на рис. 1.1 точками возле катушек (одноименные зажимы).

Интегро-дифференциальная форма:

Символическая форма:


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

26350. Франция при Людовике XVI. Революционная ситуация 1787-1789 г 26.35 KB
  Франция при Людовике XVI. Людо́вик XVI 23 августа 1754 21 января 1793 король Франции из династии Бурбонов сын дофина Людовика Фердинанда наследовал своему деду Людовику XV в 1774. Людовик сначала принял конституцию 1791 года отказался от абсолютизма и стал конституционным монархом однако вскоре начал нерешительно противодействовать радикальным мерам революционеров и даже попытался бежать из страны. После свержения республиканские власти лишили Людовика XVI титула короля и дали ему фамилию Капет фр.
26351. Начало Французской буржуазной революции. Взятие Бастилии 14.43 KB
  12 июля в Париж проникли известия об отставке министра Неккера которому король приказал покинуть пределы Франции. Уже вечером 12 июля произошли первые столкновения народа с правительственными войсками. Утром 13 июля над Парижем загудел набат призывая парижан к восстанию. 13 июля парижские выборщики организовали Постоянный комитет преобразованный позднее в коммуну Парижский муниципалитет.
26352. Буржуазные преобразования во Франции в 1789 – 1791 г 21.47 KB
  Уже в июле Собрание создало комиссию по подготовке декларации и конституции Франции. Однако изза роста крестьянских восстаний Собрание безотлагательно начинает с решения аграрного вопроса. Призывая остальную часть дворянства пожертвовать своими правами в интересах справедливости и принести жертвы на алтарь отечества Учредительное собрание 11 августа приняло декреты по аграрному вопросу. Таким образом не решив сути аграрного вопроса Учредительное собрание в декретах 4 11 августа объявило что полностью уничтожает феодальный режим.
26353. Общественно – политическая жизнь Франции в 1791 – 1792 гг. Вареннский кризис и Конституция 1791г 21.07 KB
  и переезд короля и Собрания в Париж резиденцией монархии стал дворец в Тюильри. Дантон Шометт Кондорсе выступали ее горячими поборниками на собраниях секций. Депутаты Учредительного собрания на момент разбирательства временно отрешили короля от власти. Не теряя надежды после стольких преобразований договориться с Людовиком XVI и установить в королевстве конституционную монархию а также стремясь дать самый решительный отпор сторонникам республики депутаты Собрания прикладывали все усилия для спасения сильно пошатнувшейся репутации...
26354. Второй этап революции. 1792-1793 г. Начало революционных войн 30.8 KB
  Свержение монархии во Франции Подготовка интервенции против революционной Франции Революция во Франции способствовала подъему антифеодальной борьбы в других странах. Не только в Лондоне и Петербурге Берлине и Вене в Варшаве и Будапеште но и за океаном прогрессивные общественные круги с жадностью ловили вести из революционной Франции. Чем очевиднее становилось сочувствие к Французской революции и ее прогрессивным идеям со стороны передовой общественности всех стран тем большую ненависть к революционной Франции обнаруживали европейские...
26355. Третий этап революции. 1793-1794 г. Якобинская диктатура 14.23 KB
  Был ее высшим этапом якобинской диктатурой. Складывавшаяся в ходе напряженной классовой борьбы система якобинской диктатуры сочетала сильную и твердую централизованную власть с идущей снизу широкой народной инициативой. Революционная инициатива масс в период якобинской диктатуры проявилась особенно ярко. Но в самой якобинской диктатуре и в якобинском блоке объединявшем классово разнородные элементы были заложены глубокие внутренние противоречия.
26356. Кризис Якобинской диктатуры и переворот 9 термидора 1794 г 19.66 KB
  Переворот был предпринят группой якобинцевчленов Конвента недовольных политикой Робеспьера и прежде всего по разным причинам опасавшихся за свою личную безопасность. Конвент постановил напечатать речь Робеспьера но Бурдон из Уазы а за ним БийоВаренн потребовали предварительного рассмотрения её комитетами. У Робеспьера потребовали чтобы он назвал имена обвиняемых но он отказался. 27 июля 9 термидора заседание Конвента началось с доклада СенЖюста но председательствующий Колло дЭрбуа прервал его и предоставил слово БийоВаренну...
26357. Франция в годы термидорианской реакции 17.5 KB
  якобинский клуб был закрыт по постановлению Конвента. Термидорианцы поспешили ликвидировать социальноэкономическое законодательство якобинского Конвента. Восставшим удалось захватить здание Конвента. 4 прериаля после ожесточенной борьбы восстание было подавлено вооруженными силами термидорианского Конвента.
26358. Внутренняя и внешняя политика Директории 23.16 KB
  правительственные войска заняли здания Совета пятисот и Совета старейшин и арестовали часть депутатов. Они били войска Австрийской империи и ее союзников в которых царила рутина насаждавшаяся спесивыми бездарными военачальниками. Основные удары по австрийским войскам нанесла французская армия в Северной Италии под командованием Бонапарта. 10 мая он разбил австрийские войска в сражении при Лоди вошел в Милан и вскоре приступил к осаде главной австрийской военной базы крепости Мантуи.