Расчет эквивалентной емкости электрической цепи

Задание №1.

Расчет эквивалентной емкости электрической цепи.

.

Методические рекомендации.

Для выполнения данной практической работы необходимо знать расчетные формулы последовательного и параллельного соединения конденсаторов.

Схемы соединения емкостных элементов.

Рисунок 1-Схема последовательного соединения конденсаторов

Последовательное соединение:  +  +

Для схемы из двух конденсаторов: Cэкв =

Рисунок 2-Схема параллельного соединения конденсаторов

 

Параллельное соединение: Cэкв=C1+C2+C3

Требования при выполнении задания.

1. Начертить схему. Обозначить элементы схемы.

2. Переписать условие задания.

3. Указать неизвестные параметры.

4. Решение выполнять поэтапно, вычерчивать схемы замещения и делать пояснения.

5. Схему и данные для расчетов взять из таблицы 1.

 

Контрольные вопросы.

1. Назначение конденсаторов.

2. Виды конденсаторов.

3. Единицы измерений электрической ёмкости конденсаторов.

 

 

Таблица 1.

                    

Задание№2.

Расчет эквивалентного сопротивления

 электрической цепи

 

Методические рекомендации.

Для выполнения данной практической работы необходимо знать расчетные формулы последовательного и параллельного соединения резисторов.

Последовательное соединение:Rэкв = R1+R2+R3

Параллельное соединение: +  +

 

                  Для схемы из двух резисторов: Rэкв=

Требования при выполнении задания.

1. Начертить схему. Обозначить элементы схемы.

2. Переписать условие задания.

3. Указать неизвестные параметры.

4. Решение выполнять поэтапно, вычерчивать схемы замещения и делать пояснения.

5. Схему и исходные данные взять из таблицы.

6. Ответить на контрольные вопросы.

 

Контрольные вопросы.

1. Как на электрических схемах изображаются резисторы?

2. Назначение резисторов?

3. Единицы измерения величины электрического сопротивления?

4. Что называется делителем напряжения?

5. В каких целях применяется делители напряжения?

 

 

Таблица №1

 

 

Задание №3.

Расчет сложных электрических цепей с помощью законов Кирхгофа.

Методические рекомендации.

Для выполнения данной практической работы необходимо знать элементы цепи, понятия: ветвь, узел, контур электрической цепи, расчетные формулы последовательного и параллельного соединения элементов, формулировки законов Кирхгофа.

Порядок расчета.

1. Выбрать направление токов в ветвях и направление обхода контуров.

2. Выбрать узлы и составить (n-1) уравнений по I закону Кирхгофа, где n-число узлов в цепи.

3. Выбрать m- простых контуров, составить m уравнений по IIзакону Кирхгофа. При составлении уравнений надо учитывать, что со знаком «+» записываются те ЭДС и токи в ветвях, направление которых совпадает с направлением обхода контуров, а со знаком «-» - не совпадающих с направлением обхода.

4. Подставить численные значения электрических величин и решить систему уравнений.

5. Если в результате расчетов ток получен со знаком «-», значит действительное направление тока противоположно выбранному.

6. Если в ветви направление ЭДС источника противоположно направлению тока, протекающему через источник, то источник работает в режиме потребителя электрической энергии.

Вид системы уравнений с n–неизвестными:

а11х1 +а12 х2 + а13 х3+ ……а1nхn= в1

а21х1 + а22 х2 + а23 х3+ ……а2nхn= в2

аn1х1 + аn2 х2 + аn3 х3+ ……аnnхn= вn,

где:

х1=I1 - ток в первой ветви;

х2= I2 – ток во второй ветви;

хn=In – ток в n- ветви;

аiy - числовые значения сопротивлений;

вiy– численные значения ЭДС.

 

Пример

 

Количество узлов n=2, простых контуров m=2.

Для узла А

0+I3 = I1 +I2

Е12 = I1(R1 + Ri) - I2R2

Е2 - Е3 = - I2R2- I3R3

Подставить численные значения:

I3 =I1 +I2

5+15= I1 (8 + 2) - I2 ·10

15-5= - I2 ·10 - I 8

Преобразование системы:

I3–(I1 +I2) =0

20=10 ·I1 -10 ·I2

10 = - 10I2- 8 ·I3

Решая данную систему, определяются численные значения токов в цепи.

Схему и данные для расчетов взять из таблицы.

Таблица 1- Данные для расчетов.

Контрольные вопросы.

1. Что такое узел, ветвь, контур электрической цепи?

2. Что такое электрическая схема?

3. Записать формулировку законов Кирхгофа.

4. Написать методику расчетов.

 

 

 

Задание№4.

Задание №5.

Практическое занятие №6.

Задание.

К последовательному колебательному контура подведено напряжение 220 В. Величины активного сопротивления, индуктивности и емкости взять из таблицы и выполнить расчеты:

1) вычислить ток цепи;

2) определить угол φ и характер цепи;

3) построить векторную диаграмму напряжений, определив напряжение на каждом элементе цепи;

4) определить резонансную частоту, добротность колебательного контура. Нарисовать резонансную кривую;

5) определить мощности Р, Q, S;

6) сделать вывод по полученным результатам работы;

7) ответить на контрольные вопросы.

 

Таблица 1- Данные параметров эл. величин колебательного контура для выполнения расчетов.

№ варианта R , Ом L , мГн C , мкФ № варианта R , Ом L , мГн C , мкФ
1. 2 40 180 11. 7 41 200
2. 4 42 184 12. 8 43 202
3. 6 44 186 13. 7,6 45 204
4. 10 46 188 14. 9 47 210
5. 12 48 200 15. 8,5 57 212
6. 15 50 170 16. 9,5 49 220
7. 16 60 174 17. 10,5 59 206
8. 18 62 178 18. 10,8 51 208
9. 20 52 172 19. 11 62 195
10. 2,5 64 178 20. 11,4 53 185

Контрольные вопросы

1. Как определяется период колебаний в эл. цепи?

2. Какие колебания называются незатухающими?

3. Какие основные характеристики последовательного колебательного контура?

4. Как влияет добротность на полосу пропускания и коэффициент передачи?

5. Какой формулой определяется характеристическое сопротивление?

 

Задание №7.

Задание.

К параллельному колебательному контуры подведено напряжение U=127В частотой 50 Гц Величины активного сопротивления, индуктивности и емкости взять из таблицы и определить:

1) токи всех участков цепи: I1,I2,I;

2) мощности;

3) частоту, при которой наступит резонанс токов;

4) построить векторную диаграмму тока. Нарисовать резонансную кривую.

Таблица 1- Данные для расчетов

№варианта R, Ом L, мГн C, мкФ №варианта R, Ом L, мГн C, мкФ
1. 2 40 180 11. 7 41 200
2. 4 42 184 12. 8 43 202
3. 6 44 186 13. 7,6 45 204
4. 10 46 188 14. 9 47 210
5. 12 48 200 15. 8,5 57 212
6. 15 50 170 16. 9,5 49 220
7. 16 60 174 17. 10,5 59 206
8. 18 62 178 18. 10,8 51 208
9. 20 52 172 19. 11 62 195
10. 2,5 64 178 20. 11,4 53 185

Контрольные вопросы.

1. Что такое полоса пропускания?

2. Что такое расстройка колебательного контура?

3. Какие виды расстроек существуют?

4. Что такое избирательность колебательного контура?

Задание№ 8.

Задание 1

Трансформатор подключён к линии электропередачи напряжением U=6000В. Определить коэффициент трансформации и число витков первичной обмотки, если известно число витков и напряжение вторичной обмотки. 

Таблица1-Данные для расчетов.

 

№ варианта U2, В W2, витков № варианта U2, В W2, витков
1. 4000 800 11. 4100 810
2. 4010 820 12. 4130 830
3. 4030 840 13. 4150 850
4. 4050 860 14. 4200 870
5. 4070 880 15. 4300 890
6. 4090 900 16. 4120 920
7. 4020 910 17. 4130 940
8. 4040 930 18. 4140 960
9. 4060 950 19. 4160 980
10. 4080 970 20. 4180 1000

Задание 2

Трансформатор подключен к сети переменного тока с напряжением U=400В. Определить напряжение вторичной обмотки трансформатора, если известно количество витков первичной и вторичной обмоток трансформатора w1 и w2 , построить график зависимости U2  от изменения входного напряжения с шагом 50 В от исходного. Данные для расчета в таблице 2.

Таблица 2- Данные для расчета

№ варианта W1, витков W2, витков № варианта W1, витков W2, витков
1. 800 50 11. 830 61
2. 820 51 12. 850 63
3. 840 53 13. 920 65
4. 860 55 14. 940 67
5. 880 57 15. 960 69
6. 900 59 16. 980 58
7. 910 60 17. 1000 62
8. 920 52 18. 1010 64
9. 930 54 19. 1030 66
10. 960 56 20. 1200 68

Контрольные вопросы.

1. На чем основан принцип работы трансформатора?

2. Как называются трансформаторы, если коэффициент трансформации n  1?

3. Какое назначение трансформаторов в эл. цепях?

Задание№9.

Задание 1

К трехфазной цепи с линейным напряжением Uл = 220В подключена несимметричная нагрузка, фазы которой имеют параметры RA, RвRс

Определить фазные токи, коэффициенты мощности фаз. Нагрузка подключена по схеме «треугольник».

Таблица 1- Данные для расчетов.

№ вар- анта RА, Ом Rв, Ом Rс, Ом ХLА Ом ХLВ Ом ХLС Ом

№ вар

анта

RА, Ом Rв, Ом Rс, Ом ХLА Ом ХLВ Ом ХLС Ом
1. 0,1 1 0,6 0,1 1,5 1,6

11.

0,18 1,5 0,35 0,52 1,6 1,3
2. 0,12 1,1 0,59 0,2 1,4 1,2

12.

0,19 1,4 0,23 0,4 1,7 1,4
3. 0,13 1,2 0,58 0,3 1,51 1,3

13.

0,3 1,51 0,28 0,41 1,8 1,5
4. 0,14 1,3 0,62 0,22 1,42

1,61

14. 0,31 1,42 0,36 0,42 1,9 1,42
5. 0,15 1,4 0,54 0,33 1,52

1,52

15. 0,32 1,52 0,29 0,53 1,25 1,52
6. 0.16 1,5 0,52 0,24 1,3

1,42

16. 0,34 1,3 0,37 0,43 1,35 1,3
7. 0,17 2 0,4 0,21 1,31

1,44

17. 0,35 1,31 0,41 0,51 1,38 1,31
8. 0,2 2,1 0,41 0,34 1,34

1,34

18. 0,4 1,34 0,42 0,53 1,58 1,34
9. 0,22 2,2 0,42 0,25 1,46

1,38

19. 0,36 1,6 0,53 0,55 1,68 1,46
10. 0,23 1,6 0,53 0,35 1,37

1,58

20. 0,41 1,7 0,43 0,58 0,1 1,37
                             

Задание 2

Симметричный трехфазный потребитель энергии соединен по схеме «треугольник» имеет параметры: линейный токIл, активную мощность P,коэффициент мощности cosφ. Определить Uл, активное фазное сопротивление Rф и реактивное Xф.

Таблица 2- Данные для расчетов.

№ ва- рианта Iл, А Р,Вт cos φ № ва- рианта Iл, А Р,Вт cos φ
1. 15,0 4800 0,6 11. 17,2 4830 0,61
2. 15,2 4820 0,62 12. 17,4 4850 0,63
3. 15,4 4840 0,64 13. 17,6 4870 0,65
4. 15,6 4860 0,66 14. 15,3 4890 0,7
5. 16,0 4880 0,68 15. 15,5 4920 0,64
6. 16,1 4890 0,72 16. 16,2 4940 0,66
7. 16,3 4900 0,74 17. 16,4 4960 0,77
8. 16,5 4910 0,77 18. 16,8 4970 0,78
9. 17,0 4930 0,75 19. 14,0 4950 0,65
10. 17,1 4950 0,63 20 14,2 4920 0,69

Контрольные вопросы.

1. Какая система называется трёхфазной?

2. Как обозначаются фазы трехфазной системы ЭДС?

3. Какое напряжение называется фазным?

 

Практическое занятие №10.

Схема соединения «звезда»

Методические рекомендации.

Трехфазной называется система трех ЭДС одинаковой частоты, сдвинутых по фазе друг относительно друга так, что сумма трех углов сдвига равна 2π=360°

При определении параметров цепи пользоваться соотношениями:

Фазное напряжение Uф=Uл√3

Фазный ток Iф = Uф / Zф

Линейный ток Iл = Iф

Мощности одной фазы:

                               активная Р = Iф·Uф·cosφ

                               реактивная Q = Iф · Uф·sinφ

                               полная    S = Iф · Uф

Мощность трехфазной цепи при равномерной нагрузке:

        активная Р = 3· Iф·Uф·cosφ =√3Iл·Uл·cosφ

        реактивная Q = 3·Iф · Uф·sinφ = √3Iл · Uл·sinφ

        полная    S = 3Iф · Uф = √3Iл · Uл

                            S=√ P2 +Q2 - при неравномерной нагрузке.

Рисунок 1-Схема трехпроводной трехфазной цепи при соединении «звездой».

Задание 1

В сеть трехфазного тока с линейным напряжением Uл = 280В включен потребитель, соединенный «звездой». Активное сопротивление каждой фазы потребителя R, емкостное сопротивление Хс. Определить линейные и фазные токи и напряжения, активную, реактивную, полную мощность каждой фазы и всей цепи. Данные для решения взять из таблице 1.

Таблица 1- Данные для расчетов.

№ варианта R., Ом Хс, Ом № варианта R., Ом Хс, Ом
1. 10,0 8,0 11. 11,2 9,0
2. 10,2 8,1 12. 11,4 9,2
3. 10,4 8,3 13. 11,6 9,4
4. 10,6 8,5 14. 11,8 9,6
5. 10,8 8,2 15. 10,9 9,8
6. 11,0 8,4 16. 11,9 10,0
7. 10,1 8,6 17. 11,1 9,1
8. 10,3 8,8 18. 11,3 9,3
9. 10,5 8,7 19. 11,5 9,5
10. 10,7 8,9 20. 12,0 9,7

Задание 2

На каждом этаже трехэтажного здания установлено « n»количество ламп, мощностью Р. Определить фазные токи, напряжения в проводах и мощность при полной нагрузке, если линейное напряжениеUл = 380В. Нагрузка соединена по схеме «звезда». Данные для решения взять из таблице 2.

Таблица 2- Данные для расчетов.

№ варианта n, ламп Р, Вт № варианта n, ламп Р, Вт
1. 60 75 11. 99 75
2. 63 60 12. 81 60
3. 66 100 13. 84 100
4. 69 60 14. 87 150
5. 72 75 15. 102 100
6. 75 100 16. 105 60
7. 78 150 17. 108 100
8. 90 100 18. 111 75
9. 93 75 19. 114 100
10. 96 60 20. 127 60

 

Контрольные вопросы.

1. Как называется провод, подключенный к нулевой точке?

2. Как определяется полная мощность S при неравномерной и равномерной нагрузке эл. цепи?

3. Какое напряжение называется линейным?

 

Задание №1.

Расчет эквивалентной емкости электрической цепи.

.

Методические рекомендации.

Для выполнения данной практической работы необходимо знать расчетные формулы последовательного и параллельного соединения конденсаторов.

Дата: 2018-12-28, просмотров: 25.