Решение задачи на тему

Дано: [ U=127 mathrm{~B} ] ( R_{1}=25,4 mathrm{Om} ) ( R_{2}=12 mathrm{Om} ) ( X{L{2}}=16 mathrm{Om} ) ( R_{3}=90 mathrm{M} ) ( X{C{3}}=12 mathrm{Om} ) Найти: ( underline{Z}{1} ; underline{Z}{2} ; underline{Z}{3} ; dot{I}{1} ; dot{I}{2} ; dot{I}{3},

  • Электроника, электротехника, радиотехника
  • #Теоретические основы электротехники
  • #Радиотехнические цепи и сигналы
Дано: [ U=127 mathrm{~B} ] ( R_{1}=25,4 mathrm{Om} ) ( R_{2}=12 mathrm{Om} ) ( X{L{2}}=16 mathrm{Om} ) ( R_{3}=90 mathrm{M} ) ( X{C{3}}=12 mathrm{Om} ) Найти: ( underline{Z}{1} ; underline{Z}{2} ; underline{Z}{3} ; dot{I}{1} ; dot{I}{2} ; dot{I}{3},

Условие:

Дано:
$
U=127 \mathrm{~B}
$
$R_{1}=25,4 \mathrm{Om}$
$R_{2}=12 \mathrm{Om}$
$X{L{2}}=16 \mathrm{Om}$
$R_{3}=90 \mathrm{M}$
$X{C{3}}=12 \mathrm{Om}$
Найти: $\underline{Z}{1} ; \underline{Z}{2} ; \underline{Z}{3} ; \dot{I}{1} ; \dot{I}{2} ; \dot{I}{3}, \dot{I} ; P ; Q ; S ; \widetilde{S}$.
Построить векторную диаграмму.

Решение:

Для решения данной задачи, начнем с определения импедансов для каждой из цепей и расчетов токов, мощностей и векторной диаграммы.

Шаг 1: Определение импедансов


1. Импеданс $Z_1$:
$
Z1 = R1 = 25.4 \, \Omega
$

2. Импеданс $Z_2$:
Для цепи с резистором $R2$ и индукти...{L_2}$: $ Z2 + jX2} = 12 + j16 \, \Omega $ Для нахождения модуля: $ |Z2^2 + X2}^2} = \sqrt{12^2 + 16^2} = \sqrt{144 + 256} = \sqrt{400} = 20 \, \Omega $
  1. : Для цепи с резистором RC3R{C_3}:
    Z3 - jX3} = 90 - j12 \, \Omega
    Для нахождения модуля:
    |Z3^2 + X3}^2} = \sqrt{90^2 + 12^2} = \sqrt{8100 + 144} = \sqrt{8244} \approx 90.8 \, \Omega

Теперь мы можем рассчитать токи в каждой из цепей, используя закон Ома I=UZI = \frac{U}{Z}.

  1. :

    I1} = \frac{127}{25.4} \approx 5.0 \, A

  2. :

    I2} = \frac{127}{20} \approx 6.35 \, A

  3. :

    I3} = \frac{127}{90.8} \approx 1.4 \, A

Теперь рассчитаем активную, реактивную и полную мощности.

  1. :

    P=U⋅I⋅cos⁡(ϕ) P = U \cdot I \cdot \cos(\phi)
    Для каждого из токов:

    • P1=127⋅5.0≈635 WP1 = 127 \cdot 5.0 \approx 635 \, W
    • P2⋅cos⁡(ϕ2)P2 \cdot \cos(\phi_2)
    • P3⋅cos⁡(ϕ3)P3 \cdot \cos(\phi_3)

    Для нахождения углов фаз:

    \phi{L2}\right) = \arctan\left(\frac{16}{12}\right) \approx 53.13^\circ
    \phi{C3}\right) = \arctan\left(\frac{-12}{90}\right) \approx -7.63^\circ

    Подставляем значения:

    P2=127⋅6.35⋅cos⁡(53.13∘)≈127⋅6.35⋅0.6≈483.6 W P_2 = 127 \cdot 6.35 \cdot \cos(53.13^\circ) \approx 127 \cdot 6.35 \cdot 0.6 \approx 483.6 \, W
    P3=127⋅1.4⋅cos⁡(−7.63∘)≈127⋅1.4⋅0.99≈175.5 W P_3 = 127 \cdot 1.4 \cdot \cos(-7.63^\circ) \approx 127 \cdot 1.4 \cdot 0.99 \approx 175.5 \, W

    Общая активная мощность:

    P1+P3≈635+483.6+175.5≈1294.1 W P1 + P3 \approx 635 + 483.6 + 175.5 \approx 1294.1 \, W

  2. :

    Q2⋅sin⁡(ϕ2)≈127⋅6.35⋅sin⁡(53.13∘)≈127⋅6.35⋅0.8≈643.2 VAR Q2 \cdot \sin(\phi_2) \approx 127 \cdot 6.35 \cdot \sin(53.13^\circ) \approx 127 \cdot 6.35 \cdot 0.8 \approx 643.2 \, VAR
    Q3⋅sin⁡(ϕ3)≈127⋅1.4⋅sin⁡(−7.63∘)≈−127⋅1.4⋅0.13≈−23.1 VAR Q3 \cdot \sin(\phi_3) \approx 127 \cdot 1.4 \cdot \sin(-7.63^\circ) \approx -127 \cdot 1.4 \cdot 0.13 \approx -23.1 \, VAR

    Общая реактивная мощность:

    Q2+Q3≈643.2−23.1≈620.1 VAR Q2 + Q_3 \approx 643.2 - 23.1 \approx 620.1 \, VAR

  3. :

    S=P2+Q2=(1294.1)2+(620.1)2≈1674860+384520≈2059380≈1435.5 VA S = \sqrt{P^2 + Q^2} = \sqrt{(1294.1)^2 + (620.1)^2} \approx \sqrt{1674860 + 384520} \approx \sqrt{2059380} \approx 1435.5 \, VA

Для построения векторной диаграммы:

  • На оси PP откладываем активную мощность.

  • На оси QQ откладываем реактивную мощность.

  • Угол между векторами PP и QQ соответствует углу фаз ϕ\phi.

  • Z1=25.4 ΩZ_1 = 25.4 \, \Omega

  • Z2=20 ΩZ_2 = 20 \, \Omega

  • Z3≈90.8 ΩZ_3 \approx 90.8 \, \Omega

  • I1≈5.0 AI_1 \approx 5.0 \, A

  • I2≈6.35 AI_2 \approx 6.35 \, A

  • I3≈1.4 AI_3 \approx 1.4 \, A

  • Ptotal≈1294.1 WP_{total} \approx 1294.1 \, W

  • Qtotal≈620.1 VARQ_{total} \approx 620.1 \, VAR

  • S≈1435.5 VAS \approx 1435.5 \, VA

Эти результаты можно использовать для дальнейшего анализа и построения векторной диаграммы.

Выбери предмет