Расчет электрических цепей синусоидального тока при смешанном соединении

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ №2

Методические указания с требованиями по оформлению
и вариантами
расчётно-графической работы
приведены на сайте
http:// vinokurovuniver.jimdo.
com

Номер варианта определяется по
трём последним цифрам
номера зачётной книжки
студента

первая цифра — соответствует номеру строки из таблицы 1
вторая цифра — соответствует номеру строки из таблицы 2
третья цифра — соответствует номеру строки из таблицы 3

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА
«ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА»
Расчётно - графическая работа № 2
по теме:
«Расчёт линейных электрических цепей с синусоидальным источником ЭДС»
ВАРИАНТ №: 0 - 5 - 2
Выполнил студент группы ЭЛ2-1
Сидоров В.П.

Проверил: доцент ВИНОКУРОВ М.Р.
ТАБЛИЦА ОТВЕТОВ
г. Ростов – на – Дону
20__ – 20 __ учебный год

Содержание расчётно-графического задания:
1. Комплексным методом рассчитать действующие и мгновенные значения всех токов и напряжений на каждом элементе электрической цепи.
2. Определить комплексную мощность источника энергии и проверить
баланс мощностей.

3. Построить лучевую диаграмму токов и векторно-топографическую
диаграмму напряжений
4. C помощью программных средств рассчитать и построить частотные характеристики входного комплексного сопротивления цепи, АЧХ и ФЧХ входного тока цепи.
5. Результаты расчетов занести в таблицу ответов на титульном листе

Общий вид схемы замещения
R2
R1
E
C1
C2
C4
L2
C3
L1
R3
R4
R5
L4
L3
L5
C5
A
B
M

Во всех вариантах
частота источника ЭДС
f = 50 Гц

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

В качестве примера рассмотрим вариант задачи с исходными данными:

С учётом приведённых исходных данных, соответствующих варианту расчётно-графической работы, общая схема замещения преобразуется к виду:

R1
E
C1
L2
L3
A
B
M

1. Комплексным методом рассчитать действующие и мгновенные значения всех токов и напряжений на каждом элементе электрической цепи.
РЕШЕНИЕ

Применим символический метод расчёта, для чего введём комплексные сопротивления участков электрической цепи и представим реальную схему замещения в комплексной форме.

R1
C1
L3
A
E
L2
I1
I2
I3
I4
I5
B
M
C5
İ1
İ2
İ3
İ4
İ5

A
I1
I2
I3
I4
I5
B
M
İ1
İ2
İ3
İ4
İ5

A
I1
I2
I3
I4
I5
B
M
İ1
İ2
İ3
İ4
İ5

Произведём преобразования схемы замещения в комплексной форме, заменяя параллельные и последовательные соединения их эквивалентными комплексными сопротивлениями

A
B
M
Ė
İ1
İ2
İ3

A
B
Ė
İ1
İ2
İ3

A
B
Ė
İ1

B
Ė
İ1

Определяем комплексные значения искомых токов

A

A

Определяем действующие значения токов во всех ветвях электрической цепи
I5 =
I4 =
I3 =
I2 =
I1 =

Определяем мгновенные значения токов
во всех ветвях электрической цепи

Определяем комплексные значения напряжений на всех элементах электрической цепи

Определяем действующие значения
напряжений на всех элементах электрической цепи

Определяем мгновенные значения
напряжений на всех элементах электрической цепи

2. Определить комплексную мощность источника энергии и проверить
баланс мощностей
ОПРЕДЕЛЯЕМ КОМПЛЕКСНУЮ МОЩНОСТЬ ИСТОЧНИКА ЭНЕРГИИ
*

ОПРЕДЕЛЯЕМ КОМПЛЕКСНУЮ МОЩНОСТЬ ПРИЁМНИКОВ ЭНЕРГИИ

Определяем погрешность вычислений

3. Построить лучевую диаграмму токов и
векторно-топографическую
диаграмму напряжений

Таблица результатов расчёта

Проверка построения при помощи
I закона Кирхгофа
Лучевая диаграмма токов

Векторно-топографическая диаграмма напряжений
А
B
М
0

4. C помощью программных средств рассчитать и построить частотные характеристики входного комплексного сопротивления цепи, АЧХ и ФЧХ электрической цепи

Программа выполняет расчёт в автоматическом режиме для частот: 1,5,10,50,100,400,800,1000,1500,5000 Гц.
Результаты расчёта при частоте
f = 50 Гц должны совпадать с результатами ручного расчёта. Программа выполняет
построение частотной характеристики входного комплексного сопротивления цепи, амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик электрической цепи.
Вид характеристик позволяет провести анализ цепи в условиях возможного резонанса

Для использования специализированной
программы достаточно
ввести исходные данные в таблицу :

Если конденсатор отсутствует, т.е. его параметр обозначен «-», то следует ввести значение ёмкости конденсатора 1Е+20, что соответствует значению
1020 фарад

f, Гц

При резонансе напряжений входной ток максимальный

φ, град
При резонансе напряжений сдвиг фаз равен нулю