Отчет по РГР
.docxМинистерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Белорусский государственный университет пищевых и химических технологий»
Кафедра автоматизации технических процессов и производств
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
Вариант 12
по дисциплине «Электротехника и электроника»
Специальность 1-36 20 01 Низкотемпературная техника
Специализация 1-36 20 01 02 Оборудования для кондиционирования воздуха
Проверил ст. преподаватель ______________ А.В. Господ «___» _____________ 2022 г. |
Выполнил студент группы НТ-202 ______________ А. А. Алиев «___» _____________ 2022 г. |
Могилев 2022
Задача 1
Цепь переменного тока содержит различные элементы, включенные последовательно. Схема цепи приведена на рисунке 1.2. Определить следующие величины: полное сопротивление, напряжение на зажимах источника, активную, реактивную и полную мощность цепи, коэффициент мощности, индуктивность катушки и емкость конденсатора. Начертить в масштабе векторную диаграмму тока и напряжений и пояснить ее построение.
Условия к задаче смотреть в таблице 1.
Таблица 1 – Условия к задаче 1 из таблицы методических указаний
Номер |
|
|
|
|
Дополнительные параметры |
|
Вариант |
Рисунок |
4 |
4 |
4 |
10 |
I = 4 A |
12 |
1.2 |
Рисунок 1.2 – Схема цепи для задачи 1
Решение:
Определим эквивалентное сопротивление :
Полное сопротивление цепи :
Напряжение на элементах:
Напряжение на 1-ом резисторе :
Напряжение на 2-ом резисторе , В:
(1.4)
Напряжение на катушке индуктивности :
Напряжение на конденсаторе :
(1.6)
Общее напряжение последовательно связных резисторов :
(1.7)
Напряжение на зажимах источника :
(1.8)
Активная мощность :
(1.9)
Полная мощность :
Реактивная мощность :
, вар (1.11)
Индуктивности катушки :
Емкость конденсатора С, мкФ:
Коэффициент мощности :
Выберем масштаб построение векторной диаграммы:
Построение начинаем с вектора тока, относительно него откладываем вектора напряжений. Вектор активного напряжения будет совпадать по фазе с вектором тока, вектор индуктивного напряжения будет опережать вектор тока на , вектор емкостного напряжения будет отставать от вектора тока на .
Для определения длины векторов их величина делится на масштаб:
Построение векторной диаграммы смотреть в приложение А.
Сняв данные из диаграммы длин векторов , см:
Переводим длину вектора в , В
Для проверки решения построим схему электрической цепи в Electronics Workbench
Рисунок 1.2.1 – Схема для задачи 1 в Electronics Workbench
Ответ:
.
Задача 2
В цепь переменного тока стандартной частоты включена последовательно катушка с индуктивным и активным сопротивлением и конденсатор емкостью С. Начертить схему замещения цепи. Пользуясь данными таблицы 2, определить: ток, напряжение на зажимах катушки и конденсатора. Вычислить активную и реактивную мощность катушки, конденсатора и всей цепи, а также полную мощность. Определить, при какой частоте наступит резонанс напряжений, и каковы при этом будут: ток в цепи, напряжение на зажимах катушки и конденсатора, реактивные мощности катушки и конденсатора и активная и полная мощность цепи. Для обоих случаев начертить в масштабе векторную диаграмму тока и напряжений и пояснить ее построение.
Условия к задаче смотреть в таблице 2.
Таблица 2 – Условия к задаче 2 из таблицы методических указаний
Вариант |
U, B |
|
|
|
12 |
160 |
22 |
18 |
398 |
Рисунок 2.1 – Схема электрической цепи к задаче 2
Решение задачи без резонанса.
Реактивное сопротивление:
Полное сопротивление цепи :
Ток, протекающий в цепи, определяется по закону Ома:
Напряжения на элементах:
находим графическим методом из векторной диаграммы.
Активная, реактивная и полная мощность:
Q
Индуктивности катушки :
Емкость конденсатора С, мкФ:
Для проверки решения построим схему электрической цепи в Electronics Workbench
Рисунок 2.2 – Схема для задачи 2 без резонанса в Electronics Workbench
Решение задачи c резонансом.
Реактивные сопротивления:
Частота переменного тока для резонанса:
Полное сопротивление:
Ток в цепи при резонансе определяется по закону Ома:
Напряжения на элементах:
находим графическим методом из векторной диаграммы.
Реактивная мощность цепи при резонансе равна нулю:
Активная мощность P равна полной мощности S:
Индуктивности катушки :
Емкость конденсатора , мкФ:
Выберем масштаб построение векторной диаграммы:
Построение начинаем с вектора тока, относительно него откладываем вектора напряжений. Вектор активного напряжения будет совпадать по фазе с вектором тока, вектор индуктивного напряжения будет опережать вектор тока на , вектор емкостного напряжения будет отставать от вектора тока на .
Для определения длины векторов до резонанса их величина делится на масштаб:
Построение векторной диаграммы смотреть в приложение А.
Сняв данные из диаграммы длинна вектора и см:
Переводим длину вектора в , В
Для определения длины векторов с резонансом их величина делится на масштаб:
Построение векторной диаграммы смотреть в приложение А.
Сняв данные из диаграммы длинна вектора и см:
Переводим длину вектора в , В
Рисунок 2.3 – Схема для задачи 2 с резонансом в Electronics Workbench
Ответ:
1) Без резонанса:
.
2) С резонансом:
.
Задача 3
Для электрической цепи, схема которой изображена на рисунке 3.1–3.30, по заданным в таблице 3 параметрам и ЭДС источника выполнить следующее: определить токи во всех ветвях цепи и напряжения на отдельных участках, рассчитать активную и реактивную мощность цепи, построить векторную диаграмму токов и напряжений.
Таблица 3 – Данные для расчета задачи 3.
Номер
|
Величина |
E, B |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
Рисунок |
|||||||||
3 |
3.3 |
Значение |
200 |
50 |
1600 |
31,8 |
95 |
10 |
8 |
10 |
Рисунок 6 – Схема электрической цепи к задаче 3
Задача решена экспериментально-эмпирическим способом. Все искомые значение указаны на схеме, построенной в Electronics Workbench. Схема изображена на рисунке 7.
Рисунок 7 – Схема электрической цепи для задачи 3 в Electronics Workbench