Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Примеры, подставить свои числа1. Цепь, состоящая из пяти резисторов, присоединена к источнику электрической энергии, напряжение на зажимах которого UAB. Токи в резисторах соответственно равны: I1, I2, I3, I4, I5. Определить величины, отмеченные знаками вопроса
Дано: UAB =? UCД =? RAB =? RСД =? R1 = 3 Om; R2 = 30 Om; R3 = 15 Om; R4 = 30 Om; R5 = 6 Om I1 =? I2 = 2 A I3 =? I4 =? I5 =?электрический цепь проводник Решение:
Рис 1.
Метод свертывания. В соответствии с методом свёртывания, отдельные участки схемы упрощаем и постепенным преобразованием приводим схему к одному эквивалентному (входному) сопротивлению, включенному к зажимам источника. Схема упрощается с помощью замены группы последовательно и параллельно соединенных сопротивлений одним эквивалентным их сопротивлением. Определяем ток в упрощенной схеме, затем возвращаемся к исходной схеме и определяем в ней токи. Последовательно упрощаем схему:
Рис. 2
R45 = = = 5 Ом (рис. 2)
Рис. 3
R345 = R3 + R45 = 15 + 5 = 20 Ом (рис 3)
Рис. 4.
RСД = = = 12 Ом (рис. 4)
По заданию задан ток I2 = 2 А, тогда
UСД = I2 * R2 = 2 * 30 = 60 В
Из схемы рис. 3 находим:
I3 = I45 = UСД /R345 = 60/20 = 3 А
Тогда, по закону Киркхгофа:
I1 = I2 + I345 = 2 + 3 = 5 A
Рис. 5
Результирующее сопротивление:
RЭ = RAB = R1 + RСД = 3 + 12 = 15 Ом (рис 5)
Находим входное напряжение:
UАВ = I1 * RAB = 5 * 15 = 75 В
Находим падение напряжения на резисторе R3
UCE = I3*R3 = 3*15 = 45 B
Тогда, находим напряжение UДЕ
UДЕ = UДС – UСЕ = 60 – 45 = 15 В
Теперь находим токи:
I5 = UДЕ/R5 = 15/6 = 2.5 A I4 = UДЕ/R4 = 15/30 = 0.5 A
Проверим по закону Кирхгофа для узла Е:
I4 + I5 – I3 = 0.5 + 2.5 – 3 = 0
Ответ: UСД = 60 В UАВ = 75 В RAB = 15 Ом RСД = 12 Ом I1 = 5 A I3 = 3 A I4 = 0.5 A I5 = 2.5 A
2. Задана схема воздушной линии электропередачи к потребителю мощностью Р2 и напряжением потребителя U2. Длина линии l
Определить ток в линии І и площадь поперечного сечения S проводов линии, если известно допустимое относительная потеря напряжения линии е, материал и удельная проводимость г проводов линии. Определить сопротивление проводов линии Rnp, абсолютную потерю напряжения , потерю мощности в линии и коэффициент полезного действия линии з.
Дано: Р2 = 22 кВт U2 = 220 В l = 250 m г = 34,5 Ом*мм2 (алюминий) е = 10% Решение: 1. Вычислим наибольшие токи, протекающие по ВЛ в нормальном режиме работы сети:
;
По расчетному току можно выбрать сечение S= 10 мм2, т. е провод марки АС 10/1.8 с допустимым током Iдоп = 84 А. Для него потери напряжения составят: е = = 78,4 % е = 10 %, поэтому: Сечение жилы провода найдем следующим образом: Потери напряжения (относительные) для двухпроводной линии: е = ⇒ s = = 78,41 mm2 Принимаем ближайшее стандартное значение сечения для провода – оно будет равно 95 мм2. Можно выбрать провод марки АС-95/16 с допустимым током Iдоп = 330 А 2. Определим сопротивление линии:
Rnp = = = 0.076 Ohm
Из таблицы находим погонное активное сопротивление провода АС 95/16; оно будет равно . В нашем случае: 0,076*4 = 0,304 Om/rv? n/ t/ расчет проведен верно! 3. Определяем потери напряжения = = = 8,25 % е = 10%,
т.е. меньше допустимой. В абсолютных величинах: = 0,0825*220 = 18,158 В 4. Определим потери активной мощности при максимальной нагрузке:
;
5. Находим КПД линии: Р0 = 22 000 – 760 = 21 240 Вт, тогда
з = *100% = * 100% = 96,545 %
3. В равномерном магнитном поле с индукцией В = 0,5 Тл перпендикулярно к линиям поля со скоростью V = 8 м/с перемещается проводник длиной l = 20 см. К проводнику присоединяется потребитель, сопротивление которого R= 1 Om. Определить электромагнитную силу, действующую на проводник, если сопротивление самого проводника R0 = 0.2 Om.
Решение 1. Рассмотрим положение проводника с током в магнитном поле
Рис. 1.
Составим расчетную схему:
Рис. 2. Расчетная схема
2. В нашем случае вектор магнитной индукции В и вектор скорости V (рис 1) образуют прямой угол. При любом положении провода АА1 индуцируемая в проводнике Э.Д.С. будет:
Е = B*V*l*Sin∟В = B*V*l
Е = 0,5*8*0,2 = 0,8 В 3. Вычисление тока потребителя. При замыкании ключа К (рис.2) ток пойдет так, как показано на схеме. Очевидно, что
I = = = 0,66(6) А
4. Определяем силу, действующую на проводник: Это электромагнитная сила F, возникающая в результате взаимодействия тока I в проводе АА1 (ключ замкнут) с магнитным полем
F= I*B*l
F= 0.66(6)*0.5*0.2 = 0.06(6) H 0,07 Н
4. В сеть переменного тока частотой f= 50 Гц включена катушка индуктивности. Полная мощность цепи S= 320 B*A коэффициент мощности = 0,8, показание амперметра, включенного в цепь I= 4 А. Определить активное R, индуктивное XL, полное Z сопротивления, показания вольтметра и ваттметра, включенных в цепь. Начертить схему цепи и построить векторную диаграмму тока и напряжений в масштабе mU = 20 В/см. пояснить построения.
Решение Построим схему:
Для условий данной задачи важно отметить два свойства активного сопротивления (сопротивление нагрузки): во-первых, сопротивление RН не зависит от частоты изменения тока f и, во-вторых, напряжение на сопротивлении UR совпадает по фазе с током I. Вследствие этого закон Ома для сопротивления RН можно записать как для мгновенных значений напряжения и тока: ur = r*i, так и для действующих значений: UR = R*I или максимальных. Переменный ток образует с индуктивностью Э.Д.С. еL которая препятствует («сопротивляется») изменению тока в цепи (закон Ленца) и в этом причина появления индуктивного сопротивления. Это сопротивление:
XL = wL = 2рfL
Таким образом, индуктивное сопротивление в отличие от активного зависит от частоты. Индуктивность отличается от активного сопротивления также и по разности фаз между током и напряжение. Э.Д.С. в индуктивности ЕL отстает по фазе от тока на угол р/2. Эту Э.Д.С. уравновешивает напряжение на индуктивности UL. Поэтому напряжение UL = -- ЕL и оно опережает ток на угол р/2. Как следствие, закон Ома можно записать только для действующих или максимальных значений, т. е. UL = XL*I. 1. Находим активную мощность цепи (это будет величина, показывемая ваттметром), из условия:
P = S*Cosц P = 320*0.8 = 256 Wt
Отсюда можно найти активное сопротивление нагрузки:
Р = R*I2 ⇒ R = P/I2 = 256/42 = 256/16 = 16 Ohm.
2. Находим полное сопротивление цепи:
= R/Z = 0.8 ⇒ Z= R/Cosц = 16/0.8 = 20 Ohm
3. Тогда реактивное сопротивление цепи:
Z= ⇒ XL = = = = 12 Ohm
4. Находим реактивную мощность цепи:
Q = XL*I2
Q = 12*16 = 192 Вар Замечание: Вычисления можно провести по-другому: Находим вначале реактивную мощность
Q = S*Sinц
Cosц = 0.8 ⇒ ц = 36.90 ⇒ Sinц = 0.6, тогда Q = 320*0.6 = 192 Вар
XL = Q/I2 = 192/16 = 12 Ohm,
тогда полное сопротивление:
Z= = =
5. Вычислим напряжение и показания вольтметра: Ток в цепи одинаков на всех участках и I = 4A. Падения напряжения на участках:
Ua = UR = I*R = 4*16 = 64 B
и совпадает по фазе с током – это показания вольтметра.
Up = UL = I*XL = 4*12 = 48 В
и опережает по фазе ток на угол 900 Чтобы получить общее напряжение, нужно сложить два вектора напряжения: и на участках цепи:
U = = = = 80 В.
Построение векторной диаграммы: По действительной оси отложим вектор тока в масштабе в 1 см – 1 А. Откладываем вектора напряжений, учитывая, что вектор напряжения в активном сопротивлении совпадает по фазе с током; в индуктивном – отстает на угол р/2. Выберем масштаб напряжения: в 1 см – 5 В. Произведем сложение векторов, получаем: Итоговое напряжение = 16 см, тогда U = *М(U) = 16*5 = 80 В ц = 370, что вполне совпадает с расчетным значением.
5. В сеть переменного тока частотой f= 50 Гц последовательно включены резистор R и конденсатор с емкостным сопротивлением ХС. Кроме того, известна одна из дополнительных величин - I Начертить схему цепи и определить следующие величины: 1. Полное сопротивление цепи Z; 2. Напряжение U, приложенное к цепи 3. Силу тока в цепи I - задан; 4. Коэффициент мощности цепи 5. Активную Р, реактивную Q и полную S мощности, потребляемые цепью
Начертить в масштабе векторную диаграмму и пояснить построения. Дано: R = 40 Om XC = 30 Om I = 4 A Решение
1. Полное сопротивление цепи:
Z= = = = = 50 Ohm
2. В заданной неразветвленной сети сдвиг фаз между током и напряжением определяем из:
= R/Z = 40/50 = 0.8,
либо
tgц = X/R = 30/40 = 0.75
откуда ц = 36,90 Одновременно = 0,8 является коэффициентом мощности цепи. 3. Ток в цепи одинаков на всех участках и I = 4A. Падения напряжения на участках:
Ua = UR = I*R = 4*40 = 160 B и совпадает по фазе с током Up = UC = I*XC = 4*30 = 120 В и отстает по фазе от тока на угол 900
Чтобы получить общее напряжение, нужно сложить два вектора напряжения: и на участках цепи:
U = = = = 200 В.
4. Вычисление мощностей. Активное сопротивление R имеет активную мощность:
PR = R*I2 = 40*42 = 40*16 = 640 Вт
а его реактивная мощность равна 0. У конденсатора С активное сопротивление равно 0, поэтому на емкости отсутствует активная составляющая мощности. Остается вычислить реактивную мощность, которая равна:
QC = XC*I2 = 30*16 = 480 Bap
Полная мощность цепи:
а) S = Z*I2 = 50*16 = 800 B*A б) S = = = = 800 B*A
Построение векторной диаграммы: По действительной оси отложим вектор тока в масштабе в 1 см – 1.0 А. Откладываем вектора напряжений, учитывая, что вектор напряжения в активном сопротивлении совпадает по фазе с током; в емкостном – отстает на угол р/2. Выберем масштаб напряжения: в 1 см – 10 В. Произведем сложение векторов, получаем: Итоговое напряжение U = 20 см, тогда
U = *М(U) = 10*20 = 200 В
ц = 370, что вполне совпадает с расчетным значением.
|