Модуль 2.2. Електричні кола змінного струму

Приклад 6. Застосування методу еквівалентного генератора.

Визначити струм у вітці ad зображеної схеми.

Вихідні дані:

E ₁ = 12 В; E ₂ = 20 В;

R ₁ = 12 Ом; R ₂ = 35 Ом; R ₃ = 32 Ом; R ₄ = 6 Ом; R ₅ = 10 Ом; R ₆ = 15 Ом;

Розрахунок (розрахунки виконуються в середовищі MathCAD):

Визначаємо напругу холостого ходу вітки ad – U _xx.Для цього виключаємо з схеми вітку з опором R ₁.Використовуючи метод контурних струмів, складаємо рівняння для контурів abca та bdcb і визначимо контурні струми I _аbса та I _bdcb:

Звідки:

I _аbса = –0,389 А; I _bdcb = –0,299 А і, отже:

І ₂ = – І _abca = –0,389 А; І ₅ = – І _bdcb = –0,299 А.

З рівняння, складеного за другим законом Кірхгофа для контуру adca:

U_хх:= E₂ + I₁ · R₂ + I₂ · R₅ U_хх = 3.394

Визначаємо R схеми. Для цього перетворюємо трикутник опорів R ₂, R ₄, R ₆, що утворюють контур abс, в еквівалентну зірку з опорами R _a, R _b, R _c. При закорочених ЕРС Е ₁і Е ₂ схема буде мати вид:

Запитання для самоперевірки до модуля 2.2.

1. Схарактеризуйте параметри синусоїдального змінного струму (амплітудне значення, частота, початкова фаза).

2. Від кого залежить значення початкової фази?

3. Які існують способи представлення електричних синусоїдальних величин?

4. Які показання фіксує вольтметр або амперметр при вимірі відповідних синусоїдальних величин?

5. Як співвідносяться амплітудне і діюче значення синусоїдального струму (напруги, ЕРС)? Доведіть!

6. Сформулюйте закони Кірхгофа для миттєвих, діючих (амплітудних) значень струмів, напруг та ЕРС.

7. Що означає активний опір?

8. Як взаємо розташовуються вектори струмів і напруг для активного опору, індуктивності і ємності?

9. Що означає «трикутник опорів» або «трикутник провідностей»?

10. Що означають поняття «активна», «реактивна» і «повна» потужності? Які між ними співвідношення?

11. При збільшенні частоти опір індуктивності збільшується або зменшується? А для ємності? А для активного опору?

12. Що означає активне, реактивне, активно–реактивне, активно–індуктивне та активно–ємнісне навантаження?

13. Який знак при зазначених в п.11 навантаженнях матиме кут зсуву фаз між загальними струмом і напругою? Чим він визначається?

14. Чи може потужність, що виділяється на активному опорі, мати від’ємний знак? А на ємності? А на індуктивності? Якщо так, то що це означає?

15. В чому полягають електричні коливання?

16. В яких електричних колах можуть виникнути електричні коливання? Які елементи обов’язково входять до такого кола?

17. Що означає термін «коливальний контур»? Із яких елементів складається ідеальний коливальний контур?

18. Що таке «частота власних коливань» і чим вона визначається в електричних колах?

19. Що означає «резонанс» в електричному колі? Що при цьому є зовнішньою дією?

20. Чим визначається частота вимушених коливань?

21. Яка різниця між «резонансом струмів» і «резонансом напруг»?

22. Чи може при резонансі напруг напруга на окремих ділянках кола перевищувати напругу живлення?

23. Що означає cos φ у співвідношенні між активною і повною потужністю? До чого призводить зниження cos φ? Як можна підвищити cos φ?

24. В чому полягає «символічний метод» розрахунку складних електричних кіл змінного струму?

25. Які існують способи з’єднання джерела і споживачів у трифазних системах?

26. Які співвідношення між фазними і лінійними струмами та напругами при з’єднані споживачів «зіркою» і «трикутником»?

27. Чи можна ставити запобіжник у нульовому проводі?

28. Яка небезпека може виникнути при включені несиметричного навантаження за схемою «зірка» без нульового проводу?

29. Чим визначається загальна потужність, що споживається трифазним колом?

30. Яка різниця між «зануленням» і «заземленням»?

31. Чи може трансформатор змінити постійну напругу?

32. Поясніть, чому збільшення струму вторинного кола трансформатора викликає збільшення струму у первинному колі.

33. Що таке приведений трансформатор і для чого він потрібний?

34. Для чого потрібні досліди «холостого ходу» і «короткого замикання» при дослідженні трансформатора?

35. Провід якої із обмоток (первинної або вторинної), як правило, більшого діаметру у підвищувальному трансформаторі?

Контрольні питання до модуля 2.2.

1. Змінні синусоїдальні струми. Основні параметри (миттєве, амплітудне та діюче значення; період та циклічна і кругова частоти; початкова фаза).

2. Способи зображення синусоїдальних величин, зокрема, графічний, аналітичний, векторами, що обертаються, за допомогою комплексних чисел.

3. Активний опір на змінному струмі. Векторна діаграма струму і напруги.

4. Індуктивність на змінному струмі. Векторна діаграма струму і напруги.

5. Конденсатор на змінному струмі. Векторна діаграма струму і напруги.

6. Уявлення параметрів електричного змінного струму (струм, напруга, ЕРС) через комплексні числа.

7. Опір і провідність в комплексній формі. Повний опір кола.

8. Активна, реактивна і повна потужність.

9. Розрахунок складних кіл змінного струму. Закони Кірхгофа для кіл змінного струму. Символічний метод розрахунку.

10. Коефіцієнт потужності. Значення cos j.

11. Резонансні явища в електричних колах змінного струму. Коливальний контур. Власна частота коливального контуру.

12. Резонанс напруг.

13. Резонанс струмів.

14. Багатофазні системи енергопостачання. Поняття фази. Переваги трифазних систем.

15. Устрій генератора трифазного струму.

16. З’єднання фаз джерела і навантаження за схемою “зірка” при симетричному і несиметричному навантаженні.

17. Фазні і лінійні струми при з’єднанні “зірка–зірка”.

18. Фазні і лінійні струми при з’єднанні “трикутник–трикутник”.

19. Заземлення в мережах трифазного струму.

20. Устрій однофазного трансформатора. Холостий хід трансформатора.

21. Навантажений режим трансформатора. Рівняння намагнічуючих сил трансформатора.

22. Векторна діаграма навантаженого трансформатора.

23. Схеми заміщення трансформатора.

24. Зміна вторинної напруги трансформатора.

25. Трифазні трансформатори. Групи з'єднання обмоток трифазного трансформатора

26. Перехідні процеси в електричних колах. Закони комутації.

27. Загальні принципи аналізу перехідних процесів. Навести приклади.

28. Операторний метод розрахунку перехідних процесів в електричних колах.

Індивідуальні завдання з розрахункової роботи до модуля 2.2.

Дата добавления: 2015-06-28