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

Bulashenko_C4

.pdf
Скачиваний:
23
Добавлен:
12.05.2015
Размер:
4.03 Mб
Скачать

Продовження додатка А

Візьмемо

c xx

0, тоді

 

 

Ubc xx b xx

c xx Ic xxR6 Id xxR2 E2 Ic xxR5 Ib xxR4

Рисунок А.9

Рисунок А.10

7,296 В =7,296 В.

д) Визначимо вхідний опір схеми Rbc xx . Видаляємо джерела енергії,

залишаючи

 

замість

джерела

ЕРС. R

0

, і R

J

(обрив),

E

 

 

 

замість J . У схемі рис. А.9 не можна виділити паралельні та послідовні ділянки, тому робимо перетворення трикутника abd у зірку (або acd).

Розрахуємо опори для такого перетворення:

Rao

 

 

R3 R4

 

 

4.583 Ом,

 

R3

R4

 

 

 

 

R2

Rdo

 

 

R3 R2

 

 

18.333 Ом,

R3

R4

 

 

 

R2

Rbo

 

 

R2 R4

 

 

8.333 Ом.

 

R3

R4

 

 

 

 

R2

Запишемо вираз для вхідного опора

 

R

R

Rao

R5

Rdo

R6 , R

=28.412 Ом

 

 

 

 

вх

bc xx

вхbc xx

bo

Rao

R5

Rdo

R6

 

 

 

(порівнюємо результати, отримані для ∆ abd і acd).

171

Продовження додатка А

Рисунок А.11 - Схема заміщення для розрахунків I1 МЕГ

Rвхbc xx

Rbo

Rao

R5

Rdo

R6 ,

Rao

R5

Rdo

R6

 

 

 

 

 

=28.412 Ом.

 

 

 

Rвхbc xx

 

 

 

 

(порівнюємо результати, отримані для

abd і acd).

е) Визначаємо струм I1 згідно зі схмою заміщення (рис. А.11)

Порівняємо I1 з таблицею (пункт 5).

А.8 Потенційна діаграма

Для схеми 2: розглянемо контур a,b,m,d,a і розрахуємо потенціали кожної з точко

1)

3)

5)

b

0 B; 2) m

2 E2

52.5 B;

 

 

d

m

I R2 R2

22.58 B; 4) n

d I3 R3

23.98 B;

a

n

E3

1.48B; 6) b

a

I4 R4 0 B.

 

Згідно з розрахунками побудуємо потенційну іаграму (рис.

А.12).

Рисунок А.12 – Потенційна діаграма

172

ДОДАТОК Б

(довідковий)

Розрахунок лінійного електричні кола синусоїдального струму

Рисунок Б.2 – Схема у системі Рисунок Б.1 – Схема у системі символічних зображеннь

оригіналів

Дано :

 

R1

60 Ом

 

L

 

2 мГн

2 10 3 Гн

2

 

 

C

2

8 мкФ

8 10 6 Ф

C

3

1,25 мкФ 1,25 10 6 Ф

 

 

 

f

 

2000 Гц

 

e2

282cos(

t 296 )

 

282sin( t

 

296

90 )

282sin( t

26 ) В

 

e2

141sin(

t

60 ) В

e3

70sin(

t

30 ) В

e3

199cos

t

199sin( t 90 ) В

Розв’язання

Б.1 Система рівняннь за законами Кірхгофа

а) у системі оригіналів (рис. Б.1), тобто у інтегральнодиференційній формі. Стрілкою вказаний напрям обходу контурів

i1 i2 i3 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i1 R1

 

 

L2

di2

1

i2 dt

 

e2

e2 ,

 

 

dt

 

C2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I гілка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II гілка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II гілка

 

 

 

 

III гілка

 

 

 

 

 

L2

di2

 

 

1

i2

dt

 

1

 

i3

dt

e2 e2 e3 e3 .

 

dt

 

C2

 

C3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

173

 

 

 

Продовження додатка Б

б) у системі символьних зображень (рис. Б.2), тобто у комплексній формі.

При переході у систему зображень операції диференціювання замінюються множенням на оператор , операції інтегрування діленням на оператор , завдяки чому система стає алгебраїчною, як у постійному струмі, що дозволяє у подальшому застосувати для розрахунку струмів всі методи розрахуннку

кіл постійного струму.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Врахуємо, що

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

e j90

 

j .

 

 

 

j

 

e j90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

I 2 I3 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jXC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jX L2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(I1 R1 )

 

 

 

1

1

 

 

I 2

 

 

E2

 

E2 ,

 

 

 

 

L2

j I 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2 j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I гілка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II гілка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

L2 j I 2

 

C2 j

 

I

2

 

 

 

 

C3

j

 

I3

 

E2

E2

E3

E .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II гілка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III гілка

 

 

 

 

 

З урахуванням позначень спростимо систему рівняннь

 

I1 I 2

I3 ,

 

 

 

 

jX C

 

 

 

 

 

 

E2

E

2 ,

 

 

 

 

I1 R1

 

I

2 jX L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I гілка

 

 

 

 

 

II гілка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2 jX L

 

 

 

 

I3

 

 

jX C

 

 

E2

E2

E3

 

 

jX C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II гілка

 

 

 

 

 

 

 

III гілка

 

 

 

 

 

 

 

174

Продовження додатка Б Б.2 Розрахунок струмів у системі зображеннь

Значення комплексних опорів: R1

 

Z1 60 Ом,

ZC 2

jX C 2

j

1

 

 

j

1

 

 

 

 

 

 

 

 

C2

2 fC2

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

1

 

 

 

 

j9.95 Ом,

 

 

 

 

 

 

2

2000 8 10 6

 

 

ZC 3

jX C 3

j

 

1

 

 

j

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C3

2 fC3

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

1

 

 

 

 

j63.69 Ом,

 

 

 

2

2000 1.25 10 6

 

Z

L2

jX

L2

j L

j2 fL

 

j2

2000 2 10 3 j25.12 Ом,

 

 

2

2

 

 

 

 

Z2

jX L2

jXC 2

j(25.12

9.95) j15.17Ом,

 

 

Z3

jXC3

j63.69 Ом.

 

 

Для розрахунку Uab використаємо метод 2-х вузлів, як найбільш раціональний. Для полегшення розрахунків замість комплексних опорів гілок Z1, Z2, Z3 введемо комплексну

провідність Y1, Y2, Y3. Розрахуємо значення напруг

Y1

1

 

 

1

0.017

1/Ом,

 

 

 

 

 

 

 

Z1

60

 

 

 

 

 

Y2

1

 

 

 

 

 

1

 

 

j0.0661/Ом,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z 2

 

 

j15.17

 

 

 

 

 

Y3

1

 

 

 

 

 

1

 

 

j0.0157 1/Ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z3

 

 

 

j63.69

 

 

 

 

 

 

джерел напруг

E2

E2

E3

E3

282

e

j 26

 

200e

j 26

180

j88В,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

141

e

j 60

 

100e

j 60

50

j87 В,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70

 

e j30

 

50e j30

 

43.3

j25 В,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

199

e

j90

141e

j90

j141В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

175

 

 

 

 

Продовження додатка Б

Розрахуємо напругу

 

 

 

(E2

E2 )Y2

(E3

E3 )Y3

U ad a

d

a

 

 

 

 

 

 

Y1 Y2

Y3

.

 

 

 

 

153.25j13.94 153.88e j 355 153.88e j 5

Розрахуємо струми у гілках

 

 

 

I

(

a

 

d

)

Y

(153.55

j13.69)

0.017

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

I

 

( a

d

E

 

2.61

j0.24

2.62e j5 А,

49

j86 179

2

2

E2 )

Y2

(153.55

j13.69

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 3

j87)

( 0.066 j)

0.99

j1.53

1.83e j 238 50

1.83e

j121 50 A,

( d

a

E3

E3 )

Y3

(

153.55

j13.69

j141 42

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j24)

(0.016 j)

 

1.60

 

j1.73

2.37e

j 46 A.

 

 

 

 

Виконаємо перевірку струмів за 1-м законом Кірхгофа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

I 2

I3

 

 

 

(припустима похибка не більше 5% від мінімального значення величини).

Для дійсних частин

 

 

 

 

Для уявних частин

 

 

2,61-0,99

1,60.

 

 

 

 

 

 

-0,24-1,53 -1,73.

 

 

 

 

 

 

Б.3 Визначити покази ваттметра

 

 

 

Запишемо значення струмів та напруг для розрахунку по-

тужності

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.37e

j 46

*

2.37e

j 46

 

 

 

 

153.25e

j175

В.

I3

 

 

A, I3

 

 

A, U da

 

U da

 

Запишемо значення комплексної потужності

 

 

 

 

~

 

 

*

154.16e

j175

 

2.42e

j 47 20

373.06e

j 222.2

 

 

 

S

U da I

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

275.24 239.26 j

P

 

jQ

 

 

 

 

 

 

 

Активна потужність P

 

275.24 Вт.

Розрахуємо активну поту-

жність

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

Uda I3 cos( U

I )

154.16 2.42cos[175

( 47.2 )]

 

 

 

 

 

 

373.06 cos( 137.4 )

 

275.79 Вт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

176

 

 

 

 

 

 

 

Продовження додатка Б

Б.4 Топографічна діаграма

Для побудови топографічної діаграми розраховуємо потенціали всіх точок схеми, рухаючись по I, II та III гілках від точки d 0 до точки a (рис. Б.2).

I гілка

 

a

I

R

(2.61 j0.23) 60 156.6 j14.4 157.26e j5 В.

 

1

1

 

Вектор струму та напруги збігається за фазою (ділянка a-d).

II гілка:

 

e

 

d

E

2

0 50 j87 100e j 240

В,

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

 

e

 

I (

 

jX

C 2

)

 

50

j87

( 0.97

j1.55)( j9.95)

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

65.2

 

j87

101e j 230

В,

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

f

 

E

2

 

 

 

 

65.2

j87

180

j88

115.3e j5 В,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

h

 

I

 

( jX

L2

)

 

 

114.8

j10.3

( 0.99

j1.53)( j25.12)

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

153.53

 

j14.5

153.68e j355 В,

 

 

 

 

III гілка:

с

 

 

 

d

 

 

0

 

j141

141e

j90

В,

 

 

 

 

 

 

 

E3

 

 

 

 

 

b

 

 

 

c

 

I

(

 

 

jX

C 3

)

 

 

j141

(1.60

j1.73)( j63.69)

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

110.18

 

j39.1

116.91e j 20 В,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

E3

 

110.18

j39.1

43.3

j25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

153.18

j14.1

153.83e

j5

В.

 

Розкид значень потенціалу a , отриманого трьома різни-

ми шляхами та методом 2-х вузлів, не перевищує 5% від мінімального значення a , що служить критерієм правильності роз-

рахунків.

Будуємо топографічну діаграму, сполучену з діаграмою струмів. Побудова потенціалів точок і векторів струмів виконуємо кожний у своєму масштабі: 1 розподіл відповідає 0.5 А та 20В. Спочатку будуємо вектор струму. Кінець кожного вектора визначають дві координати. Потім будуємо за координатами точки , одночасно перевіряємо правильність розташування век-

торів U відносно I для елементів R, L, C.

177

Продовження додатка Б

При перевірці положення вектора E початок координат подумки переміщаємо у початок цього вектора.

Взаємне розташування кожної пари вектора напруги та струму для кожного з елементів R, L і C повинне відповідати діаграмі, наведеної на рис. Б.3.

+j

 

 

d

 

h

Uad

+1

 

 

 

a

I

3

I1

 

 

I 2

 

b

I гілка da

II гілка

 

 

d e f h a

 

 

 

 

f

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

III гілка

 

 

c

 

d c b a

 

 

 

 

 

 

Рисунок Б.3 – Топографічна діаграма

На рис. А.15 різними пунктирами вказані послідовності розташування точок для кожної із трьох гілок при русі від загального вузла d до загального вузла a. Положення вектора Uad

також необхідно порівняти з його розрахованим значенням у

пункті 2 та звернути увагу, що на діаграмі I1

I2

I3 .

Б.5 Значення струмів i1, i2, i3 та їх графіки

Розрахуємо значення струмів у гілках 1, 2 та 3 у комплексній формі та часовій

 

а) I1

 

2,62e j355

 

j5

 

 

I1m

 

 

 

 

 

 

2,62e

A ,

2,62 2e j5

3,71e j5 A ,

i1

3,71sin(

t

5 ) A ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) I2

 

j138 50 A, I 2m

 

 

 

 

 

j138 50

 

j138 50 A,

 

1,83e

1,83

2e

2,59e

i2

2,59 sin(

t

212 )

2,59 sin(

t

 

 

 

148 ) A;

 

 

 

 

 

в) I3

2,46e j 47 20 A,

I3m

 

 

 

e j 47 20

3,48e j 47 20 A,

 

2,46

 

2

i3

3,48sin(

t

47 20 ) A.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

178

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продовження додатка Б

Побудуємо графіки струмів (рис. Б.4).

 

i(A)

 

i1

 

i2

 

 

 

i3

 

 

 

 

2

 

 

180˚ 90˚

 

90˚

180˚

t

 

-2

 

 

 

φ3=47˚20 ́

φ1=

 

 

 

 

 

 

φ =212˚

 

φ2= 148˚

 

 

Рисунок Б.4 – Графік струмів у системі оригіналів

Б.8 Система МЗК для схеми з двома магнітно-зв’язаними котушками

Оскільки у заданій схемі

 

лише одна котушка, додатково

 

введемо в одну з гілок, що не

 

містять L, другу котушку та

 

позначимо включення котушок

 

як узгоджене або зустрічне.

 

При узгодженому

включенні

 

струм у обох котушках спря-

 

мований

однаково відносно

 

початку

обмоток,

позначених

Рисуно Б.5 – Схема у системі

зірочками. При

зустрічному

символьних зображеннь

(див. рис. Б.5) він спрямований

 

по-різному.

а) Запишемо систему рівнянь за законами Кірхгофа у системі оригіналів, тобто у інтегрально-диференціальній формі для зустрічного ввімкнення котушок:

179

Продовження додатка Б

i1 i2 i3 ,

i1 R1 L1

di1

 

M

 

di2

 

 

1

i2 dt L2

di2

 

M

di1

 

e2 e2 ,

dt

 

 

dt

 

 

C2

dt

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U I котушки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U II

котушки

 

 

 

 

 

 

гілка I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гілка II

 

 

 

 

 

 

 

1

i2 dt L2

di2

 

M

di1

 

 

1

i3 dt

e2

e2 e3

e3 .

 

C2

dt

 

dt

 

C3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U II катушки

 

 

 

 

гілкаIII

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гілкаь II

б) Система рівняннь у системі символічних зображеннь, тобто у комплексній формі

 

I1

 

I 2

 

I 3 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1 R1

 

L1

j I1

Mj I 2

1

 

1

 

 

I

2 (L2 j I 2 Mj I1 )

E2

E2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

1

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U I котушки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U II котушки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гілка I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гілка II

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

j

 

I 2

(L2

j I 2 Mj I1 )

C

 

 

j

I 3

E2

E2

E3

E3 .

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U II катушки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гілка III

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гілка II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mj

 

 

j

M

 

 

jX M

комплексний

опір

взаємоіндукції;

jX L

 

j

 

 

L

 

 

 

 

комплексний

 

індуктивний

 

опір;

jXC

 

1

 

 

 

j

 

1

– комплексний ємнісний опір.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

c

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перепишемо спрощену систему рівняннь

 

 

 

 

I1

I 2

 

 

I3 ,

 

 

 

jX M I 2

I 2 jX L

 

jX C

jX M I1

 

E2

E2 ,

 

I1 R1

jX L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2 jX L

 

 

 

1

 

 

 

jX M I1

 

 

I3

 

 

2

jX C

 

2

E2

E3

E .

 

 

 

 

jX C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

180

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]