Линейные электрические цепи при несинусоидальных периодических токах
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
Задача 1
Согласно варианту задания составляем электрическую схему трехфазной цепи (рис. 1)
Рис. 1
1. Мгновенные значения ЭДС генератора
2. Мгновенные значения линейных напряжений генератора
3. Комплексы действующих значений фазных и линейных напряжений генератора
Расчет комплексов фазных и линейных ЭДС генератора выполнен правильно.
Построим векторную диаграмму фазных и линейных ЭДС на комплексной плоскости (рис. 2)
Вектора фазных и линейных ЭДС образуют симметричные трехфазные системы, что подтверждает правильность их расчета.
Рис. 2
4. Расчет цепи при условии, что сопротивление нулевого провода Zn=0
. Комплексные значения фазных токов нагрузки.
Индуктивные сопротивления фаз нагрузки, Ом
Емкостные сопротивления фаз нагрузки, Ом
Комплексные сопротивления и проводимости фаз нагрузки:
Комплексные фазные токи нагрузки:
Действующие значения фазных токов нагрузки, А
. Комплексный ток в нулевом проводе
Действующее значение тока в нулевом проводе нагрузки, А
Построим векторную диаграмму токов на комплексной плоскости (рис. 3)
Рис. 3
Сумма токов в узле равна току в нулевом проводе, что подтверждает правильность расчетов токов.
. Определение полной S и активной P мощности нагрузки сопряженный комплекс тока:
Полная мощность нагрузки:
Модуль полной мощности нагрузки:
Активная мощность нагрузки:
5. Расчет цепи при условии, что система не имеет нулевого провода (ключ S1 разомкнут)
. Определение фазных напряжений на нагрузке
Напряжение между нулевыми точками генератора и нагрузки, В:
Комплексы фазных напряжений на нагрузке:
Действующие значения фазных напряжений на нагрузке, В:
. Определение токов в фазах нагрузки
Действующие значения токов в фазах нагрузки, А:
Проверка расчетов по первому закону Кирхгофа:
Расчет комплексов фазных токов выполнен правильно.
Построим векторную диаграмму токов на комплексной плоскости (рис. 4)
Рис. 4
Сумма токов в узле равна нулю, что подтверждает правильность расчетов токов.
. Ток в нулевом проводе отсутствует так как:
. Для построения векторно-топографической диаграммы найдем падения напряжений на активных и реактивных сопротивлениях нагрузки:
Построим векторную диаграмму напряжений на комплексной плоскости (рис. 5)
Рис. 5
Проверка по второму закону Кирхгофа:
Расчет падений напряжений на активных и реактивных сопротивлениях нагрузки выполнен правильно.
6. Расчет цепи при условии, что нулевой провод имеет сопротивление Zn (согласно варианту задания)
. Определение напряжение на нулевом проводе
Индуктивное сопротивление нулевого провода, Ом:
Емкостное сопротивление нулевого провода, Ом:
Комплексное сопротивление и проводимость нулевого провода:
Напряжение на нулевом проводе Uoo, В:
. Определение фазных напряжений на нагрузке
Комплексы фазных напряжений на нагрузке, В:
Действующие значения фазных напряжений на нагрузке, В:
. Определение фазных токов нагрузки
Действующие значения токов в фазах нагрузки, А:
. Определение тока в нулевом проводе
по первому закону Кирхгофа:
по закону Ома:
Проверка расчетов по первому закону Кирхгофа:
Расчет комплексов фазных токов выполнен правильно.
7. Расчет цепи при условии, что нулевой провод в трехфазной системе разомкнут, а фазы нагрузки пересоединены со звезды на треугольник с ветвями Zab, Zbc и Zca (рис. 6)
электрический цепь генератор напряжение
1. Определение фазных токов нагрузки
Комплексные проводимости и сопротивления ветвей треугольника:
Рис. 6
Фазные токи нагрузки:
Действующие значения фазных токов нагрузки, А:
. Определение линейных токов нагрузки
Действующие значения линейных токов нагрузки, А:
3. Векторные диаграммы токов и напряжений
Построим векторную диаграмму фазных и линейных токов на комплексной плоскости (рис. 7)
Рис. 7
Построим векторную диаграмму напряжений на комплексной плоскости (рис. 8)
Рис. 8
. Определение полной S и активной P мощности нагрузки сопряженный комплекс тока:
Полная мощность нагрузки:
Модуль полной мощности нагрузки:
Активное сопротивление при соединении нагрузки треугольником:
Активная мощность нагрузки:
Задача 2
В соответствии заданным графом схемы на рис. 9 приведена расчетная электрическая цепь.
Рис. 9