- •Глава 3. Однофазные электрические цепи синусоидального тока
- •Периодические переменные эдс, напряжения и токи
- •3.2. Явление электромагнитной индукции
- •3.3. Явление самоиндукции и эдс самоиндукции. Индуктивность
- •3.4. Источник синусоидальной эдс
- •3.5. Волновые диаграммы токов и напряжений
- •3.6. Действующее и среднее значения синусоидального тока
- •3.7. Изображение синусоидальных эдс, напряжений и токов вращающимися векторами
- •3.8. Законы Кирхгофа для электрической цепи синусоидального тока
- •3.9. Особенности электрических цепей переменного тока
- •3.10. Электрическая цепь с активным сопротивлением
- •3.11. Электрическая цепь с индуктивностью
- •Электрическая цепь с ёмкостью
- •3.13. Электрическая цепь с последовательным соединением сопротивления, индуктивности и ёмкости
- •3.14. Резонанс напряжений
- •2. Расчёт цепи при резонансе напряжений.
- •3.15. Эквивалентные схемы пассивных двухполюсников переменного тока
- •3.16. Электрическая цепь с параллельным соединением приёмников
- •3.17. Резонанс токов
- •3.18. Компенсация сдвига фаз
- •3.18. Комплексный метод расчёта цепей синусоидального тока
- •3.18.1. Общие сведения о комплексных числах
- •3.18.2. Изображение синусоидальных напряжений и токов комплексными числами
- •3.18.3. Закон Ома в комплексной форме
- •3.18.4. Комплексное сопротивление и комплексная проводимость
- •3.18.5. Законы Кирхгофа в комплексной форме
- •3.18.6. Определение мощности по комплексным напряжению и току
- •3.18.7. Применение методов расчёта цепей постоянного тока к расчёту цепей синусоидального тока
- •1. Классический метод.
- •2. Символический (комплексный) метод.
- •Важнейших открытий XIX века, заложивших фундамент «Теоретических основ электротехники»
- •Важнейших изобретений XIX, начала XX века в области электротехники
- •3.2. Явление электромагнитной индукции __________________________ 75
- •Часть 1. Линейные и нелинейные электрические цепи постоянного тока. Однофазные цепи синусоидального тока.
1. Классический метод.
Схему рис. 3.60 заменяем эквивалентной схемой (рис. 3.61). Для эквивалентной схемы определяем проводимости ветвей:
См;
См;
G3 = 0, так как R3 = 0;
Рис. 3.62
См;
Активная проводимость параллельных ветвей
См;
реактивная проводимость параллельных ветвей
См;
эквивалентные сопротивления параллельных ветвей:
Ом;
Ом;
X23 имеет индуктивный характер, так как B23 0.
Схему рис. 3.61 заменяем эквивалентной схемой (рис. 3.62) с последовательным соединением элементов. Для этой схемы активное сопротивление цепи
Ом;
реактивное сопротивление
Ом;
полное сопротивление
Ом.
С хему рис. 3.62 заменяем эквивалентной схемой (рис. 3.63). Ток в этой схеме определяем по закону Ома
А.
Для схемы рис. 3.62 определяем напряжения на отдельных
Рис.3.63 участках цепи:
В;
В;
B;
В;
В;
B.
Для проверки правильности вычислений тока I1 и напряжений в схеме рис. 3.62 определяем активное, реактивное и полное напряжения цепи (рис. 3.63):
В;
В;
В.
Токи в ветвях схемы (рис. 3.61):
А;
А;
А.
Токи в исходной схеме (рис. 3.60) цепи:
А;
активная и реактивная составляющие тока I1:
A;
A.
Проверка правильности вычисления токов:
А.
Расчёт мощностей отдельных ветвей и всей цепи.
Активная, реактивная и полная мощность первой ветви:
Вт;
вар (индуктивная мощность);
ВА.
Мощности второй ветви:
Вт;
вар (ёмкостная мощность);
ВА.
Мощности третьей ветви:
;
вар (индуктивная мощность);
ВА.
Мощности всей цепи:
Вт;
вар (индуктивная мощность);
ВА.
Коэффициент мощности всей цепи
;
Угол сдвига фаз между напряжением U и током I1
.
Векторная диаграмма напряжений и токов построена на рис. 3.64.
Последовательность построения диаграммы для схемы (рис. 3.60) следующая.
В качестве исходного вектора принимаем вектор напряжения на параллельных ветвях Uаb. Относительно этого напряжения строим векторы токов ветвей: вектор I3 (индуктивный ток) отстает от Uаb на угол 90; вектор (активный ток) совпадает
п о направлению с Uаb, откладываем его из конца вектора I3, таким образом, геометрически суммируем токи; (ёмкостный ток) опережает Uаb на угол 90; геометрическая сумма и равна току второй ветви I2 (он опережает Uаb на угол 2); геометрическая сумма I3 и I2 равна току I1 (он
Рис. 3.64 направлен из начала вектора I3 в
конец вектора I2). Далее продолжаем построение диаграммы напряжений: по второму закону Кирхгофа напряжение U равно геометрической сумме Uаb и U1; поэтому из конца вектора Uаb проводим вектор (активное напряжение), совпадающий с направлением вектора тока I1; реактивное напряжение (индуктивное по характеру) опережает ток I1 на 90; геометрическая сумма и равна U1 (получаем на диаграмме прямоугольный треугольник напряжений для первой ветви); сумма векторов Uаb и U1 равна вектору U. Из диаграммы видно, что вектор U опережает вектор I1 на угол , следовательно, цепь (рис. 3.60) носит индуктивный характер.