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

Семинар 3-А (1)

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
26.01.2024
Размер:
243.89 Кб
Скачать

Пример 1

Семинар 3-А Расчет цепей комплексным методом

Дано:

 

 

 

 

e (t) = 60 + 30sin( t + 30

) + 60sin(2 t) B

1

 

 

 

 

 

e = 30 B

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

L

= 30 Ом

 

 

 

2

 

 

 

 

 

L =10 Ом

 

 

 

3

 

 

 

 

 

1

= 40

Ом

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

r = 60 Ом

 

 

 

1

 

 

 

 

 

Найти: I

и U

V

?

 

 

1

 

 

 

Первоначально надо определить i1(t) и

u

С 3

(t)

 

 

несколько источников:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) от действия e2=30 B

 

 

 

 

 

 

 

I

'

= −

E

=

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1(0)

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

I

'

= 0

U

= e

= 30 B

3(0)

 

 

 

V

2

 

 

 

 

2) от действия е1(0)=60 В

 

 

 

I

''

=

E

=

10

 

 

 

 

1(0)

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

U

V

= 0 B

 

 

 

 

 

 

. По методу наложения, т.к.

3) от действия

e

(t) = 30 sin( t + 30 )

1(1)

 

X

L

= L = 30

Ом

 

2

 

 

2

 

 

XL

= L3 =10 Ом

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XС

=

1

 

= 40 Ом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

=

30

30 = 22, 21 30 А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1(1)

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

= r +

jX L j( X L

XC

)

=

60 +

j30 j30

вх

2

3

3

 

 

 

 

 

1

j( X L

+ X L

XC

)

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

3

 

 

 

 

= > разрыв цепи. Возникает режим резонанса токов: параллельно

соединенные одинаковые по величине, но противоположные по фазе сопротивления.

 

 

I

 

 

 

 

1(1)

I

 

=

U

3(1)

 

 

 

j( X

 

 

 

L

 

 

 

3

 

= 0,U = E

 

 

 

 

1(1)

 

 

 

=

30 30

X

 

)

 

C

2

30 90

 

3

 

 

 

I

C

+ I

L

= I = 0

 

 

 

=

1

120 A

2

 

 

U

= I

3(1)

(jX

C

) =

V (1)

 

 

 

 

 

 

 

3

 

1

120 40 90 = 20

2 30 B

2

 

 

4) от действия

e

(t) = 60 sin(2 t) B

 

1(2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

=

60

B

 

 

 

 

 

 

 

 

1(2)

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

L

 

= 2 L = 60 Ом

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2( 2)

 

 

 

 

 

X

L

 

= 2 L

= 20 Ом

 

 

2)

 

 

 

3

 

 

 

3(

 

 

 

 

 

 

X

 

 

=

 

1

= 20 Ом

 

С

 

2 С

 

 

3( 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

в третьей ветви: последовательно соединенные одинаковые

сопротивления, следовательно резонанс напряжений.

 

 

 

 

 

U

L

+U

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

3

= jX

L

jX

C

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3( 2)

 

3( 2)

 

Zвх

= r1

+

jX L

0

= r1

=

60 Ом

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jX L

+ 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Во входной ветви Zвх=r, т.е. совпадают по фазе – резонанс.

I

 

=

60 0

=

1

A

2)

 

 

 

1(

 

2

60

 

2

 

 

 

 

 

 

I

3(2)

= I

U

C

= I

(jX

C

) =

 

1(2)

 

1(2)

 

 

 

 

 

 

3( 2)

 

 

3

 

i1(t) = I1(0)' + I1(0)'' +i1(t) +i2 (t) =

uV (t) =U1(0)' +U1(0)'' + u1 (t) + u2 (t) =

I1 =

UV = U02 +U12 +U22 =

1

20 90 =10

2 90 B

2

 

 

Пример 2:

Дано:

R1=R2=R3=5 Ом

XL2 =10 Ом

X

 

=

1

= 25 Ом

С

С

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

e (t) =15

2 sin( t +90 ) B

1

 

 

J

5

(t) = 0,

8 2 sin( t +135 ) A

 

 

 

Определить токи в ветвях методом узловых потенциалов. Составить баланс мощностей.

E

 

1

J

5

 

g

 

1

y

2

 

= =

= =

15e

j90

=15 j

 

 

0,8

2e

j135

 

g

 

=

1

= 0, 2

3

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

=

R

+ jX

 

L

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

B

 

 

 

 

 

= −0,8 + 0,8 j A

 

 

См

 

 

 

 

 

1

=

5 10 j

= 0, 04

0, 08 j = 0, 089 63, 4 Cм

5 +

10 j

25 +100

 

 

 

y

 

=

1

 

4

jX

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

4

=

1

= 0, 04 90 = 0, 04 j

25 90

 

Y =

(g + g

 

+

1

3

 

 

 

 

g

3

 

 

 

D = (0, 44 0,

y

)

g

 

 

=

(0,4

2

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(g

3

+ y

)

 

 

 

 

 

4

 

 

 

08 j)(0, 2 + 0, 04 j) 0,

+ 0,04 0,08 j)

0,2

 

 

0,2

(0,2 + 0,04 j)

 

 

2 0, 2 = 0, 0016 j + 0, 0512 = 0, 0512 1, 79

См

2

 

J

y

 

=

E

g

1

 

1

J

5

 

 

=

15 0,2 j

=

3 j

0,8 + 0,8 j

1,13 135

 

 

 

E

g

 

g

3

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

=

J

5

g

3

+ g

4

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 j

 

0, 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,13 135

0, 2 + 0,04 j

=

0, 28 + 0,76 j

=

0,8099 110, 22

=

5,12 10

2

1,79

5,12 10

2

1,79

5,12 10

2

1,79

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=15,82 108, 48 = −5 +15 j B

 

(g1 + g3 + y2 ) E1 g1

 

2 =

g2

J5

=

 

D

 

 

 

0, 44 0,08 j

3 j

 

 

 

 

 

0, 2

 

0,8 + 0,8 j

=

0, 288 +1,016 j

=

5,12 10

2

1,79

5,12 10

2

1,79

 

 

 

 

 

 

=

1, 056 105,83

= 20, 625 104,

04 = −5

+ 20 j B

5,12 10

2

1, 79

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Далее определяем токи по закону Ома:

I1 = 1R+1 E1 =

I2

=

 

1

=

R2

+ jX L

 

 

 

2

 

I3 = 2 1 =

R3

I

 

=

2

=

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

jX

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

4

 

Проверка по 1-ому закону Кирхгофа для узла (2):

I

3

= I

4

+ J =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Баланс мощностей:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S ИСТ = E1

I1 +U J J 5

= P + jQ,

U J =

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

=

 

 

 

 

 

 

 

ист

 

 

 

 

 

 

 

 

PR = I12 R1 + I22 R2 + I32 R3 =

 

 

Q = I2

XL2 I4 XC4 =

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

P

 

= P ,

Q

= Q

X

 

 

 

ист

 

 

R

ист

 

 

 

Соседние файлы в предмете Электротехника и Электроника