ЗАДАНИЕ 4-5
Резонансы в цепи синусоидального тока
4.1. Рассчитать и построить частотные характеристики и резонансные кривые последовательного и параллельного колебательного контура.
4.2. зарисовать схемы цепей с последовательным соединением резистора, катушки и конденсатора (последовательный колебательный контур ) и параллельным соединением этих элементов (параллельный колебательный контур) и записать на схемах заданные параметры согласно варианту (где N — номер Вашего варианта):
E = 10 + 5N, В; R1, L1 и С1; R2, L2 и С2 — заданы в таблицах 4.1 и 5.1.
2.4. Рассчитать резонансные частоты f01 последовательного и f02 параллельного колебательного контура. Значение частот в Гц записать соответственно в таблицы 4.2 и 5.2.
Последовательное соединение R1, L1 и С1
Таблица 4.1
№ | R1, Ом | C1, мкФ | L1, мГн | № | R1, Ом | C1, мкФ | L1, мГн | № | R1, Ом | C1, мкФ | L1, мГн |
1 | 24 | 22 | 110 | 12 | 13 | 44 | 220 | 23 | 10 | 55 | 360 |
2 | 23 | 24 | 120 | 13 | 12 | 46 | 230 | 24 | 10 | 60 | 380 |
3 | 22 | 26 | 130 | 14 | 11 | 48 | 240 | 25 | 10 | 65 | 400 |
4 | 21 | 28 | 140 | 15 | 10 | 10 | 250 | 26 | 9 | 70 | 420 |
5 | 20 | 30 | 150 | 16 | 10 | 20 | 220 | 27 | 9 | 76 | 440 |
6 | 19 | 32 | 160 | 17 | 10 | 25 | 240 | 28 | 9 | 80 | 460 |
7 | 18 | 34 | 170 | 18 | 10 | 30 | 260 | 29 | 9 | 85 | 480 |
8 | 17 | 36 | 180 | 19 | 10 | 35 | 280 | 30 | 8 | 90 | 500 |
9 | 16 | 38 | 190 | 20 | 10 | 40 | 300 | 31 | 8 | 95 | 490 |
10 | 15 | 40 | 200 | 21 | 10 | 45 | 320 | 32 | 8 | 100 | 470 |
11 | 14 | 42 | 210 | 22 | 10 | 50 | 340 | 33 | 8 | 22 | 450 |
Параллельное соединение R2, L2 и С2
Таблица 5.1
№ | R2, Ом | C2, мкФ | L2, мГн | № | R2, Ом | C2, мкФ | L2, мГн | № | R2, Ом | C2, мкФ | L2, мГн |
1 | 70 | 12 | 10 | 12 | 65 | 34 | 70 | 23 | 80 | 2 | 45 |
2 | 65 | 14 | 15 | 13 | 60 | 36 | 80 | 24 | 90 | 3 | 50 |
3 | 60 | 16 | 20 | 14 | 60 | 38 | 90 | 25 | 100 | 4 | 55 |
4 | 55 | 18 | 25 | 15 | 50 | 40 | 100 | 26 | 80 | 5 | 60 |
5 | 60 | 20 | 30 | 16 | 220 | 4 | 80 | 27 | 90 | 7 | 65 |
6 | 65 | 22 | 35 | 17 | 220 | 6 | 100 | 28 | 100 | 8 | 70 |
7 | 70 | 24 | 40 | 18 | 200 | 8 | 120 | 29 | 80 | 9 | 75 |
8 | 80 | 26 | 45 | 19 | 210 | 10 | 130 | 30 | 90 | 10 | 80 |
9 | 75 | 28 | 50 | 20 | 124 | 15 | 140 | 31 | 100 | 12 | 86 |
10 | 65 | 30 | 55 | 21 | 100 | 10 | 150 | 32 | 220 | 14 | 90 |
11 | 60 | 32 | 60 | 22 | 90 | 1 | 40 | 33 | 100 | 16 | 100 |
4.5. Рассчитать токи, напряжения на элементах цепи и активную мощность на одной из частот до резонанса (f = 0,6f0), в момент резонанса (f = f0) и после резонанса (f = 1,4 f0). Результаты расчета записать в таблицы.4.2 и 5.2.
Последовательный колебательный контур
Таблица 4.2
f, | 0,2fo | 0,4fo | 0,6fo | 0,8fo | fo | 1,2fo | 1,4fo | 1,6fo | 1,8fo | 2,0fo |
f, Гц | ||||||||||
I, А | ||||||||||
UR, Ом | ||||||||||
UL, Ом | ||||||||||
UC, Ом | ||||||||||
XL, Ом, | ||||||||||
XC, Ом | ||||||||||
X, Ом | ||||||||||
Z, Ом | ||||||||||
P, Вт | ||||||||||
Q, ВАр | ||||||||||
S, ВА | ||||||||||
Cosц |
Параллельный контур
Таблица 5.2
f, | 0,2fo | 0,4fo | 0,6fo | 0,8fo | fo | 1,2fo | 1,4fo | 1,6fo | 1,8fo | 2,0fo |
f, Гц | ||||||||||
I, А | ||||||||||
IR, А | ||||||||||
IL, А | ||||||||||
IC, А | ||||||||||
G, См | ||||||||||
BL, См | ||||||||||
BC, См | ||||||||||
Y, См | ||||||||||
P, Вт | ||||||||||
Q, ВАр | ||||||||||
S, ВА | ||||||||||
Cosц |
5. Контрольные вопросы к заданиям 4-5.
1. Начальная фаза синусоидальной величины.
2. Сдвиг фаз между двумя синусоидальными величинами.
3. Как найти угол сдвига фаз между напряжением и током участка цепи, зная сопротивления её элементов?
4. Как найти угол сдвига фаз между напряжением и током участка цепи, зная падения напряжений на её элементах?
5. Нарисуйте треугольник мощностей.
6 Условия возникновения резонанса напряжений в контуре.
7. Начертите векторную диаграмму при резонансе токов напряжений.
8. Условия возникновения резонанса токов в контуре.
9. Начертите векторную диаграмму при резонансе токов.
10. Коэффициент мощности цепи.
11. Что понимают под активной, реактивной индуктивной мощностями цепи, по каким формулам они рассчитываются, их физический смысл.
12. Что понимают под реактивной емкостной и полной мощностями цепи, по каким формулам они рассчитываются их физический смысл.
ЗАДАНИЕ 6-7
Расчет трехфазных цепей.
Рис 6.1 Соединение потребителей по схеме «звезда»
Четырехпроводная симметричная трехфазная цепь (рис. 6.1)
При исходных данных, приведенных в табл. 6-7.1, определить:
1) действующие и мгновенные значения фазных и линейных напряжений трехфазного источника;
2) действующие и мгновенные токи цепи;
3) активную, реактивную и полную мощность цепи;
4) построить векторную диаграмму токов и напряжений цепи.
Таблица 6-7.1
№ вар. | Напряжение источника, В | Zф, Ом | № вар. | Напряжение источника, В | Zф, Ом |
1 | uA = 127sin (314t + 300) | R = 10 | 19 | uA = 100sin (314t + 900) | XC = 14 |
2 | uAB = 200sin (314t – 300) | XC =15 | 20 | uBC = 220sin (314t – 900) | XL = 60 |
3 | uB = 100sin (314t + 300) | XL = 20 | 21 | uC = 220sin (314t + 1200) | XL = 80 |
4 | uBC = 200sin (314t – 300) | XC = 25 | 22 | uB = 220sin (314t – 1200) | R = 90 |
5 | uA = 100sin (314t + 1200) | XL = 50 | 23 | uCA =380sin (314t + 2400) | XC =15 |
6 | uCA = 100sin (314t – 1200) | R =50 | 24 | uBC = 220sin (314t – 600) | XL = 10 |
7 | uC = 200sin (314t + 600) | XC = 15 | 25 | uA = 127sin (314t + 1500) | XL = 20 |
8 | uAB = 200sin (314t – 300) | XL = 15 | 26 | uC = 220sin (314t – 300) | XL = 60 |
9 | uA = 100sin (314t + 300) | XL = 20 | 27 | uB = 127sin (314t + 300) | XL =45 |
10 | uAB = 200sin (314t – 900) | R = 10 | 28 | uAB =380sin (314t – 1500) | XC = 50 |
11 | uCA = 150sin (314t + 450) | XL = 14 | 29 | uCA = 220sin (314t + 300) | R = 14 |
12 | uAB = 220sin (314t – 2400) | XC = 60 | 30 | uBC = 220sin (314t – 450) | XL = 60 |
13 | uB = 127sin (314t + 300) | XL = 80 | 31 | uC = 220sin (314t + 4500) | XL = 80 |
14 | uAB = 380sin (314t + 900) | R = 90 | 32 | uAB =380sin (314t – 1200) | XC = 90 |
15 | uB = 127sin (314t + 300) | XL = 15 | 33 | uA = 170sin (314t + 900) | R = 15 |
16 | uBC = 220sin (314t – 600) | XC =10 | 34 | uB = 220sin (314t – 900) | XL =10 |
17 | uCA = 100sin (314t + 300) | XL =20 | 35 | uCA 100sin (314t + 2400) | XC = 20 |
18 | uCB = 200sin (314t – 300) | XC =60 | 36 | uAB =380sin (314t – 2400) | R = 60 |
Рис.7. 1.Соединение потребителей по схеме «треугольник»
Трехфазная цепь при соединении симметричной нагрузки
«треугольником» (рис. 7.1)
При исходных данных, приведенных в табл. 6-7.1, определить:
1) действующие и мгновенные значения межфазных и линейных токов трехфазной нагрузки;
2) действующие и мгновенные напряжений цепи;
3) активную, реактивную и полную мощность цепи;
4.) построить векторную диаграмму токов и напряжений цепи.
Контрольные вопросы к заданиям 6-7.
В чем заключаются преимущества трехфазной системы перед однофазной? Что называется фазой в трехфазной цепи? Какая схема трехфазного источника чаще всего используется в электротехнике и почему? Что такое несвязная трехфазная система Что такое симметричный режим трехфазной цепи? Чему равен ток в нейтральном проводе, в т. ч. при симметричном режиме. Какую функцию выполняет нейтральный провод при несимметричном режиме нагрузки? Как расположен в пространстве вектор линейного напряжения относительно фазного вектора при соединении нагрузки «звездой». Как вектор линейного тока относительно фазного вектора при соединении нагрузки «треугольником»? Нарисуйте схему соединения звезда-звезда с нейтральным проводом, включив в фазы приемника соответственно резистор, конденсатор и катушку индуктивности. Нарисуйте схему соединения звезда-треугольник, включив в фазы приемника соответственно резистор, конденсатор и катушку индуктивности. Запишите формулы для определения активной, реактивной и полной мощности трехфазной цепи при симметричном режиме.