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

ТЭЦ

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
06.03.2016
Размер:
461.97 Кб
Скачать

Таким образом, полное входное сопротивление цепи в алгебраиче- ской форме записи:

Z&вх = Z&1 + Z&экв = R1 + jωL1 + Rэкв + jXэкв = R1 + Rэкв + j(ωL1 + Xэкв ) = R + jX.

Запишем последнее выражение в показательной форме:

 

Z&вх = R + jX =

 

Z&вх

 

e jarctg(X / R) =

 

 

e jarctg(X / R), где

 

 

 

 

 

R2

+ X 2

 

 

R = R + R

 

= R +

R2 R3

(R2 + R3 )

+ ωL2R3 (

ωL2 + ωCR2R3 + ω2 L2CR3 )

,

 

 

 

 

 

 

(R2 + R3 )2

+ (ωL2 + ωCR2 R3 + ω2L2CR3 )2

 

1

экв

1

 

 

 

 

 

 

X = ωL + X

 

= ωL +

ωL2 R3 (R2 + R3 ) R2R3 (ωL2 + ωCR2 R3 + ω2L2CR3 )

.

 

 

 

 

(R2 + R3 )2 + (ωL2 + ωCR2 R3 + ω2 L2CR3 )2

 

1

 

экв

1

 

 

 

 

 

 

Ток в неразветвленной части цепи можно рассчитать по закону Ома:

I&1 = U&& .

Zвх

Напряжение на зажимах разветвленной части схемы:

U& = I&1Z&экв .

Токи в параллельных ветвях схемы:

I&2 =

U&экв

=

 

U&экв

 

I&3 =

U&экв

=

U&экв

 

I&4 =

U&экв

=

 

U&экв

 

 

,

 

 

 

,

 

 

 

.

Z&

R + jωL

Z&

 

R

Z&

1/ jωC

 

2

 

2

2

 

 

3

 

3

 

 

4

 

 

 

 

Полная мощность цепи с учетом (2.35):

S& = PA + jQ = U& I1.

Вещественная часть комплексной мощности имеет смысл активной мощности, мнимая реактивной.

Мощности, выделяемые в каждой из ветвей, вычисляются аналогич-

но.

Векторную диаграмму токов (рис. 2.10) строят на основании первого закона Кирхгофа I&1 = I&2 + I&3 + I&4 . В комплексной плоскости, в выбранном

масштабе, строят вектор тока I&2 , начальная фаза которого ϕ2 = arg(I&2 ), длина вектора I&2 . Из конца вектора тока I&2 строят вектора тока I&3 с начальной фазой ϕ3 = arg(I&3 ) и длиной I&3 , аналогично строят вектор тока I&4 . Соединив полученную точку с началом координат, получают вектор

тока I&1 .

Векторная диаграмма напряжений представляет собой разность век- торов общего напряжения U& схемы и вектора напряжения на зажимах раз- ветвленной части схемы U&экв . Из начала координат откладывают вектор напряжения U& , с учетом угла, определяемого начальной фазой, и длины.

31

Также из начала координат откладывают вектор напряжения U&экв с соот- ветствующей начальной фазой и длиной.

Im

U&

U& U&экв

0

U&экв

Re

I&1

I&2

I&3 I&4

Рис. 2.10

Вектор, полученный в результате разности векторов, представляет собой вектор напряжения на неразветвленном участке схемы.

Баланс мощностей составляется с помощью уравнений (2.36) и (2.37). С учетом того, что в схеме только один источник напряжения, мож-

но записать

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

Re(U&

 

)= åRi

 

I&i

 

2 ,

 

 

I1

 

 

 

 

 

 

2

i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Im(U&

I1

) = åX Li

I&i

2 XC

I&4

2 .

 

 

 

i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, вещественная составляющая входной мощности рав- на сумме мощностей, рассеянных на активных сопротивлениях, а мнимая составляющая мощности, запасенной в реактивных элементах цепи.

Задание

Для электрической схемы, соответствующей номеру варианта и изображенной на рис. 2.1 — 2.10, выполнить следующее:

1.Получить аналитическое выражение для комплексного входного сопротивления схемы Z&вх со стороны входа 1-1.

2.Полученное выражение привести а) к алгебраической форме за- писи, б) к показательной форме записи.

3.Используя данные табл. 2.1, соответствующие номеру варианта, рассчитать входное сопротивление, токи во всех ветвях цепи, а также па- дения напряжений на всех элементах схемы.

32

4.Построить векторную диаграмму для комплексов токов и напря-

жений.

5.Определить активные, реактивные и полные мощности каждого участка (каждой ветви) и всей цепи.

6.Составить баланс мощностей.

7.Написать выводы.

В выводах кратко описать результаты проделанной работы. На осно- ве баланса мощностей оценить правильность проведенных расчетов.

1

 

С1

 

1

С1

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

R2

 

 

R2

R3

U&

 

L1

L2

U&

 

L1

R4

 

 

 

 

 

С2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С2

 

 

 

1

R3

L3

1

 

L2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.11.

 

 

 

Рис. 2.12.

 

1

L1

R1

 

 

 

 

 

 

R2

R3

 

 

 

U&

 

С1

L2

 

 

 

1

 

С3

С2

 

 

 

 

 

Рис. 2.13.

 

1

 

L1

 

 

 

 

 

 

R1

R2

U&

 

С1

L2

1

R3

L3

С2

 

 

 

Рис. 2.15.

1

С1

R1

 

 

 

 

 

 

R2

R3

 

 

 

U&

 

L1

L2

1

 

L3

С2

 

 

 

Рис. 2.14.

1

R1

 

 

 

 

С1

R2

U&

L1

R3

 

С2

 

 

1

L2

 

 

 

Рис. 2.16.

33

1

L1

R1

 

1

 

 

 

U&

 

С1

 

 

 

R2

L2

&

 

 

 

 

U

1

 

С3

С2

1

 

 

 

С1

R1

 

 

R2

R3

 

 

 

L1

L2

 

L3

 

 

 

Рис. 2.17.

 

1

L1

 

1

 

 

 

С1

 

R1

U&

 

U&

 

С2

 

 

L2

 

 

 

1

R2

L3

1

 

 

Рис. 2.18.

R1

R2

 

R3

L1

С2

L2

 

 

Рис. 2.19.

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.20.

 

 

 

 

 

 

Табл. 2.1. Параметры элементов схем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вар.

Рисунок

R1

R2

 

R3

R4

L1

L2

L3

C1

C2

C3

U&

f

 

 

Ом

 

 

мГн

 

 

нФ

 

В

кГц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2.11

100

130

 

60

22

98

23

120

200

10e j30°

5

2

2.18

200

200

 

125

65

94

51

320

10e j40°

6

3

2.16

110

100

 

325

84

56

560

100

10e j60°

9

4

2.17

130

300

 

90

84

23

340

100

600

10e j50°

5

5

2.12

160

500

 

80

200

81

56

980

220

10e j70°

54

6

2.13

220

20

 

100

90

98

15

320

600

230

10e j90°

5

7

2.19

230

40

 

21

84

51

450

610

10e j20°

9

8

2.14

50

400

 

230

34

62

49

560

800

10e j10°

2

9

2.20

70

310

 

250

46

48

900

10e j30°

84

10

2.17

330

90

 

88

89

200

110

360

10e j30°

56

11

2.11

100

55

 

60

21

26

30

210

500

20e j30°

5

12

2.18

240

95

 

110

64

23

50

320

20e j40°

80

13

2.16

80

470

 

125

98

59

560

90

20e j60°

45

14

2.17

150

400

 

64

91

540

400

800

20e j50°

23

15

2.12

90

80

 

230

200

66

28

 

80

350

20e j70°

56

16

2.13

360

60

 

90

36

28

160

360

700

20e j90°

23

17

2.19

350

220

 

99

25

20

560

800

20e j20°

54

18

2.14

400

200

 

50

8

62

30

160

600

20e j10°

51

19

2.20

80

100

 

355

18

4

460

20e j30°

21

20

2.15

150

300

 

30

56

34

60

810

800

20e j60°

54

 

 

 

 

 

 

 

34

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл. 2.1

Вар.

Рисунок

R1

R2

 

R3

R4

L1

L2

L3

C1

C2

C3

U&

f

 

 

Ом

 

 

мГн

 

 

нФ

 

В

кГц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

2.11

180

30

 

80

46

82

53

360

600

30e j30°

13

22

2.18

270

50

 

120

79

24

10

980

30e j40°

32

23

2.16

90

60

 

225

95

29

460

400

30e j60°

32

24

2.17

600

80

 

31

23

100

300

180

30e j50°

3

25

2.12

30

110

 

230

210

20

51

300

200

30e j70°

6

26

2.13

480

150

 

60

12

59

200

330

650

30e j90°

9

27

2.19

420

440

 

54

46

80

600

320

30e j20°

36

28

2.14

230

110

 

30

60

84

15

560

230

30e j10°

6

29

2.20

200

230

 

335

64

21

130

30e j30°

9

30

2.15

300

500

 

20

89

16

25

110

600

30e j30°

2

31

2.11

310

50

 

200

36

35

32

50

950

10e j10°

58

32

2.18

110

30

 

400

62

16

20

160

10e j30°

4

33

2.16

120

60

 

35

62

20

540

320

10e j20°

10

34

2.17

150

80

 

63

50

23

600

210

300

10e j50°

76

35

2.12

70

110

 

235

350

84

82

820

800

10e j70°

3

36

2.13

90

90

 

65

65

98

800

230

290

10e j10°

6

37

2.19

70

50

 

98

56

50

350

100

10e j20°

9

38

2.14

80

150

 

55

10

54

36

390

300

10e j80°

8

39

2.20

440

160

 

160

65

51

210

10e j90°

5

40

2.15

110

100

 

100

56

33

65

620

620

10e j30°

2

41

2.11

470

50

 

300

78

44

46

80

320

40e j30°

1

42

2.18

80

220

 

300

45

55

98

150

40e j40°

6

43

2.16

520

250

 

0

31

86

130

460

40e j60°

8

44

2.17

600

300

 

23

66

620

80

560

40e j50°

15

45

2.12

500

400

 

125

5

66

89

180

460

40e j70°

9

46

2.13

430

60

 

95

64

66

190

910

520

40e j90°

51

47

2.19

400

80

 

87

84

50

860

290

40e j20°

35

48

2.14

300

125

 

150

81

51

10

650

370

40e j10°

20

49

2.20

200

160

 

80

32

100

460

40e j30°

9

50

2.17

330

60

 

65

120

260

270

280

40e j30°

20

Библиографический список

1.Атабеков, Г. И. Основы теории цепей : учебник / Г. И. Атабеков. – 2-е

изд., испр. – СПб. : Лань, 2006. – 432 с.

2.Демирчян, К. С. Теоретические основы электротехники : учеб. для ву- зов : в 3 т. Т. 1 / К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман, Н. В. Коровкин. – 5-е изд. –

СПб. : Питер, 2010. – 512 с.

3.Коровкин, Н. В. Теоретические основы электротехники. Сборник за- дач : учеб. пособие / Н. В. Коровкин, Е. Е. Селина, В. Л. Чечурин. – СПб. :

Питер, 2004. – 512 с.

4.Попов, В. П. Основы теории цепей : учебник / В. П. Попов. – 6-е изд.,

испр. – М. : Высш. шк., 2007. – 575 с.

35

ПРИЛОЖЕНИЕ

Образец оформления титульного листа отчета

Министерство образования и науки Российской Федерации Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Расчетно-графическое задание №__

Название работы

Вариант №__

Выполнил: студент гр. _____

Иванов И. И. _____________

Проверил:

Сидоров В. В. ____________

Красноярск 2011

36

Учебно-методическое издание

РАСЧЕТ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Расчетно-графические задания по курсу «Основы теории цепей» для студентов направления 210400 «Телекоммуникации» и 210300 «Радиотехника» очной формы обучения

Составители:

Бальва Ярослав Федорович Волошин Александр Сергеевич

Редактор Т. Е. Ильющенко

Оригинал-макет и верстка А. А. Ловчиковой

Подписано в печать 30.09.2011. Формат 60×84/16. Бумага офсетная. Печать плоская. Усл. печ. л. 2,6. Уч.-изд. л. 2,75

Тираж 100 экз. Заказ

. С 37.

Санитарно-эпидемиологическое заключение № 24.49.04.953.П.000032.01.03 от 29.01.2003 г.

Редакционно-издательский отдел Сиб. гос. аэрокосмич. ун-та. Отпечатано в отделе копировально-множительной техники Сиб. гос. аэрокосмич. ун-та.

660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31.