Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ponomorenko

.pdf
Скачиваний:
29
Добавлен:
13.02.2015
Размер:
1.71 Mб
Скачать

НАУЧНО-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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=100ej300 ,

 

 

 

 

 

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:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0,452ej85020' А;

 

 

 

I1 =

I11 = 0,693e j13050' А, I 2

= I 22

 

 

 

 

 

 

+ 0,452ej85020'

= 0,77ej 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 0,69ej13050' +100ej300 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

 

+100ej30

 

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

 

 

 

= 0,77ej 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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

=

 

 

 

= 0,65ej110 20' А;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150 + j30

 

 

 

0

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

153e j11 20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0,65ej110 20'

100 100ej300 = 43,5ej590

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

=

 

 

 

 

=

 

 

=

 

 

 

= 0,452ej85020' 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

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]