Задание на расчет цепи

По выданному преподавателем номеру варианта (№_B) и значению К необходимо по табл. 1.1 данных указаний определить номер расчетной схемы (№_cx) и вариант параметров схемы (№_п), которые затем находят на рис. 3.1 и табл. 3.1 соответственно.

Рис. 3.1 Расчетные цепи (схемы) переменного тока

Таблица 3.1

Значения параметров цепи (схемы) переменного тока

e₁ = 310 sin 314t B; e₂ = 310 sin (314t + 60°) B; e₃ = 141 sin (314t -30°) B

Примечание. Отсутствующие в схеме варианта задания параметры цепи (хотя они и указаны в табл. 3.1) необходимо принять равными нулю.

Для заданной цепи (схемы) необходимо выполнить следующее:

1.Рассчитать токи в ветвях методом контурных токов.

2.Определить активные и реактивные мощности источников эдс и всех пассивных элементов цепи.

3.Проверить правильность расчета токов, составив уравнения баланса активных и реактивных мощностей цепи.

4.Построить векторную диаграмму токов на комплексной плоскости.

5.Записать уравнения для мгновенных значений токов.

6.Исключить один из источников в схеме, соединив накоротко точки, к которым он присоединялся.

7.В полученной простой цепи со смешанным соединением элементов рассчитать токи во всех ветвях символическим методом.

8.Определить активную, реактивную и полную мощности цепи, а также активные и реактивные мощности всех ее элементов.

9.Выполнить проверку расчета, составив уравнения баланса активной и реактивной мощностей цепи..

10. Рассчитать коэффициент мощности цепи (cosφ) и определить его характер (отстающий или опережающий).

Литература: [1, с. 79...126; 2, с. 72...107].

Примерный перечень вопросов для защиты задания

1. Дать определения синусоидальной величины и основных её параметров: амплитуды, начальной фазы, частоты, угловой частоты.

2. Почему действующее значение синусоидальной величины является её основной характеристикой?

3. Показать связь между синусоидальной величиной и изображающим её вектором и комплексом.

4. С какой целью синусоидальные величины изображают векторами и комплексными числами?

5. Что такое векторная диаграмма?

6. Можно ли на векторной диаграмме изображать синусоидальные величины, изменяющиеся с разной частотой?

7. Объясните, почему при постоянном напряжения включение в цепь конденсатора равносильно разрыву цепи, а при переменном напряжении ток через емкость проходит?

8. Почему индуктивности элементов цепи учитывают при расчете переменных токов и не учитывают при расчете постоянных?

9. Как учитывают емкости и индуктивности элементов при расчете цепей синусоидального тока?

10. Как определить сдвиг фаз напряжения и тока цепи (угол φ)?

11. Что характеризует коэффициент мощности (cos φ)? Почему на практике стремятся увеличить cos φ ?

12. Что понимают под активной, реактивной и полной мощностями цепи? Как они рассчитываются?

13. В каких цепях возникает резонанс напряжения (тока) и почему он так называется? Каково значение коэффициента мощности при резонансе и почему оно такое?

14. В чем сущность символического метода расчета цепей переменного тока?

Пример расчета цепи синусоидального тока

Для схемы рис. 3.2 заданы: величины эдс и параметры цепи

e₁ = 310 ∙ sin(314 t + 30°) B; е₂ = З14 sin (314 t - 60°) B;

R_I = 10 Ом; R₂ = 15 Ом; R₃ = 5 Ом;

x_I = 32 Ом; x₂ = 8 Ом; x₃ = 22 Ом; x₄ = 10 Ом.

Рис. 3.2. Электрическая схема разветвленной цепи временного тока