ponomorenko
.pdfНАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ
Определить все токи методами: контурных токов, узловых
•
потенциалов; методом эквивалентного генератора определить ток I 2 . Проверить баланс активных мощностей.
Выберем направления контурных токов согласно рис.2.44. Система уравнений по методу контурных токов:
• |
• |
• |
• |
|
• |
I 11 (R1 |
+ jωL1 + R3 ) + I 22 R3 |
= I 11 (Z 1 |
+ Z 3 ) + I 22 Z 3 |
= |
E1 ; |
• |
• |
• |
• |
|
• |
I 22 (R2 |
+ jωL2 + R3 ) + I 11 R3 |
= I 22 (Z 2 |
+ Z 3 ) + I 11 Z 3 |
= |
E 2 ; |
где ωL1 = X L1 ; |
ωL2 = X L2 ; Z 3 = R3 ; Z 1 = R1 + jωL1 ; Z 2 = R2 |
+ jωL2 . |
Рис.2.44. Схема с несколькими источниками ЭДС
Решая уравнения
|
|
|
|
|
• |
|
|
|
• |
|
=100; |
||
|
|
|
|
|
I 11 (50 |
+ j30 +100) + I 22 100 |
|||||||
|
|
|
|
|
• |
|
• |
|
|
|
=100e− j300 , |
||
|
|
|
|
|
I 11 100 |
+ I 22 (50 + j30 +100) |
|||||||
получим |
• |
= 0,693e j130 |
• |
= 0,452e j850 20 |
' А. |
|
|
|
|||||
I11 |
50' А, I 22 |
|
|
|
|||||||||
Токи в ветвях: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
• |
• |
|
|
|
|
• |
• |
= 0,452e− j85020' А; |
||
|
|
|
I1 = |
I11 = 0,693e j13050' А, I 2 |
= I 22 |
||||||||
|
|
• |
• |
|
• |
|
|
|
+ 0,452e− j85020' |
= 0,77e− j 21050' А. |
|||
|
|
I 3 |
= I11 |
+ I 22 = 0,693e j13050' |
|||||||||
Уравнение баланса активных мощностей: |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
• |
|
• |
|
= R I 2 + R |
I 2 |
+ R I 2 ; |
||
|
|
|
|
|
Re E1 |
I 1 |
+ E 2 |
I 2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
2 |
2 |
3 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100
НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ
Re[100 0,69e− j13050' +100e− j300 0,452e j850 20' ]=100 0,693cos13050' +100 0,452cos55020' =
= 50 0,6932 +50 0,4522 +100 0,772 ;
получаем тождество 93,2=93,2 Вт.
При решении задачи по методу двух узлов примем потенциал точки 2 за нуль, в этом случае
|
|
• |
• |
|
100 |
1 |
|
+100e− j30 |
|
1 |
|
|
|||||
• |
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
E1 Y1 |
+ E2 Y 2 |
|
|
|
|
50 + j30 |
|
|
|
50 + j30 |
= (71,5 − j28,6) В. |
||||||
ϕ1 |
=U12 = |
= |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Y1 +Y 2 +Y 3 |
|
|
|
1 |
+ |
1 |
|
+ |
|
1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
50 + j30 |
50 + j30 |
100 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Токи в ветвях для выбранных направлений определяем по закону Ома:
|
|
|
|
|
• |
|
• |
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
j130 |
50' |
|
А; |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
I1 |
= −ϕ1 |
+ E1 Y1 |
= (−71,5 |
+ j28,6 +100) |
|
|
|
|
= 0,693e |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
50 + j30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
• |
|
|
• |
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
− j850 |
20' |
А; |
|
|
I 2 |
= |
|
−ϕ1 |
+ E 2 Y 2 |
= (−71,5 + j28,6 +100 cos30 |
|
|
− j100sin 30 |
|
) |
|
|
= |
0,45e |
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
50 + j30 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
|
|
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
= 0,77e− j 21050' |
А. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
I 3 |
= |
ϕ1 Y 3 = (71,5 − j28,6) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
• |
|
|
В соответствии с методом эквивалентного генератора определим ток |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 = U X . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z 2 |
+ Z вх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Для определения ЭДС эквивалентного источника отключим ветвь Z 2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(рис.2.45) и вычислим напряжение холостого хода U X : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
U X − I Z 3 |
= −E2 , |
U X |
= I Z 3 − E2 , |
I |
= |
|
|
|
• |
= |
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
E1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
• |
• |
|
|
• |
• |
|
• |
|
|
• |
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
100 |
|
|
|
|
Z1 + Z 3 |
|
|
50 + j30 +100 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
= |
|
|
|
= 0,65e− j110 20' А; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 + j30 |
|
|
|
0 |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
153e j11 20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
= 0,65e− j110 20' |
100 −100e− j300 = 43,5e− j590 |
В. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
U X |
|
|
|
|
|
|
|
|
•
Рис.2.45. Схема для определения напряжения холостого хода U X
101
НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ
Входное сопротивление пассивного двухполюсника определим из схемы (рис.2.46):
Рис.2.46. Схема для определения входного сопротивления пассивного двухполюсника
|
|
|
Z вх = |
|
Z1 Z 3 |
= |
|
(50 + j30)100 |
|
= (35,9 + j12,8) Ом. |
|||||||
|
|
|
Z 1 + Z 3 |
50 + j30 +100 |
|||||||||||||
Искомый ток: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
• |
|
|
43,5e |
−590 |
|
|
|
43,5e |
− j590 |
|
43,5e |
− j590 |
|||||
I 2 |
= |
|
|
|
|
= |
|
|
= |
|
|
|
= 0,452e− j85020' А. |
||||
50 |
+ j30 +35,9 + j12,8 |
85,9 + j42,8 |
|
0 |
|
' |
|||||||||||
|
|
|
|
96e j 26 |
20 |
|
|
102
НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ
Оглавление |
|
Введение ......................................................................................................................... |
3 |
Глава 1. Электрические цепи постоянного тока........................................................ |
4 |
1.1. Элементы электрической цепи............................................................................... |
4 |
1.2. Источник ЭДС и источник тока............................................................................. |
6 |
1.3. Закон Ома для участка цепи с ЭДС....................................................................... |
9 |
1.4. Законы Кирхгофа................................................................................................... |
10 |
1.5. Баланс мощностей................................................................................................. |
12 |
1.6. Преобразование схем электрических цепей....................................................... |
13 |
1.7. Расчет цепей по законам Кирхгофа..................................................................... |
17 |
1.8. Метод контурных токов........................................................................................ |
19 |
1.9. Метод узловых потенциалов................................................................................ |
20 |
1.10. Принцип и метод наложения.............................................................................. |
23 |
1.11. Метод эквивалентного генератора напряжения (активного |
|
двухполюсника) ............................................................................................................ |
24 |
1.12. Условие передачи максимальной мощности приемнику................................ |
26 |
1.13. Примеры решения задач..................................................................................... |
27 |
Глава 2. Электрические цепи однофазного синусоидального тока....................... |
40 |
2.1. Синусоидальные электрические величины ........................................................ |
40 |
2.2. Действующее и среднее значения синусоидального тока, |
|
напряжения, ЭДС.......................................................................................................... |
42 |
2.3. Элементы в цепи синусоидального тока............................................................. |
44 |
2.4. Синусоидальный ток в активном сопротивлении.............................................. |
47 |
2.5. Синусоидальный ток в индуктивности............................................................... |
48 |
2.6. Синусоидальный ток в емкости........................................................................... |
50 |
2.7. Мощности в цепи синусоидального тока............................................................ |
51 |
2.8. Схемы замещения пассивных элементов электрической цепи......................... |
55 |
2.9. Изображение синусоидальных величин комплексными числами |
|
и векторами в комплексной плоскости...................................................................... |
57 |
2.10. Закон Ома в комплексной форме для элементов R, L, C. |
|
Векторные диаграммы................................................................................................. |
61 |
2.11. Законы Кирхгофа для мгновенных значений и в комплексной |
|
форме............................................................................................................................. |
63 |
2.12. Выражение мощности в комплексной форме................................................... |
65 |
2.13. Баланс мощностей............................................................................................... |
66 |
2.14. Последовательное соединение элементов R и L .............................................. |
68 |
2.15. Последовательное соединение элементов R и С.............................................. |
73 |
2.16. Последовательное соединение элементов R, L, С............................................ |
75 |
2.17. Параллельное соединение элементов R, L, С в цепи |
|
синусоидального тока.................................................................................................. |
78 |
2.18. Преобразование последовательного соединения активного |
|
и реактивного элементов в эквивалентное параллельное........................................ |
81 |
2.19. Комплексный (символический) метод анализа и расчета |
|
цепей синусоидального тока....................................................................................... |
83 |
2.20. Примеры решения задач..................................................................................... |
90 |
Библиографический список......................................................................................... |
103 |
103 |
|
НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ
Учебное издание
Виталий Константинович Пономаренко
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЧАСТЬ I
Учебное пособие
Редактор и корректор Басова В.А. |
|
Техн. редактор Титова Л.Я. |
Темплан 2010 г., поз.101 |
Подп. к печати 11.10.2010. Формат 60х84/16. Бумага тип №1. Печать офсетная. Печ. л. 6,56. Уч. – изд.л.6,56. Тираж 150 экз. Изд.№101. Цена «С». Заказ №
Ризограф ГОУВПО Санкт – Петербургского государственного технологического университета растительных полимеров, 198095, СПб., ул. Ивана Черных, 4.
104
НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ
105