sin Xэкв XL1 Xbc 3,14 12,1 0,54.
Zэкв Zэкв 16,35
Q=2960·0,54=1600 ВАр=1,6 кВАр.
Построение векторной диаграммы (рис. 37) удобно начинать с параллельного участка цепи. Приняв начальную фазу напряжения Ubc равной нулю, определим углы сдвига фаз φ2 (между напряжением Ubc и током I2) и φ3 (между напряжением Ubc и током I3).
|
|
cos 2 |
R2 |
|
|
|
3 |
|
|
0,353; φ2=69º20'; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Z2 |
|
8,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
R3 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
cos 3 |
|
|
|
|
0; φ3=90º. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Z3 |
|
15,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
соответствии |
с |
первым |
||||||||||||
|
I2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
законом Кирхгофа для узла b (см. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рис. 35) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I1 I2 I3, |
|
|
|||||||||||
|
φ1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
то есть вектор тока I1 |
равен сумме |
||||||||||||||
Uab |
|
|
|
|
U |
|
|
|
векторов токов I2 |
|
и I3. |
|
сдвига по |
||||||||||||||
I1 |
φ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Определим угол φ1 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фазе |
между |
|
током |
I1 |
и |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
φ2 |
|
|
|
Ubc |
|
|
|
напряжением |
|
|
Uab |
|
на |
||||||||||||||
|
φ3 |
|
|
|
|
|
последовательном участке. |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos |
R1 |
|
3 |
|
|
|
0,692; |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
I3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
Z1 |
4,34 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
φ1=46º15'. |
|
|
|
|||||||||
|
Рис. 37. Векторная диаграмма |
|
|
|
|
|
Так как нагрузка на этом участке |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
активно-индуктивная, |
|
|
то |
||||||||||||||||||
|
для схемы со смешанным |
|
|
|
|
|
|
|
|
напряжение Uab |
|
будет опережать |
|||||||||||||||
|
включением нагрузки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по фазе ток I1 на угол φ1. |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
В соответствии со вторым законом Кирхгофа (см. рис. 35)
U Uab Ubc ,
то есть вектор напряжения U равен сумме векторов напряжений Uab и Ubc. Угол сдвига по фазе между напряжением U и током I1 можно определить из построенной в масштабе векторной диаграммы, а также по
параметрам эквивалентной схемы (см. рис. 36)
cos Rэкв 13,7 0,84; φ=32º45'. Zэкв 16,35
Контрольные вопросы по однофазным
электрическим цепям переменного тока
1. Напряжение на зажимах данной цепи и=100 sin t. Определить показания амперметра и вольтметра, если R=100 Ом.
|
|
A |
|
|
|
|
|
1) |
I = 2А; U = 100 В; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
U |
|
|
V |
|
|
R |
2) |
I = 0,7А; U = 70 В; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3) |
I = 0,7А; U = 100 В. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.Какие потребители электрической энергии можно отнести к резистивным элементам с активными сопротивлениями?
1) лампы накаливания, реостаты, дроссели и конденсаторы; 2) реостаты, лампы накаливания, утюг; 3) компрессор, электроплита;
4) электронасос, вентилятор, электробритва.
3.Цепь переменного тока состоит из последовательно включенных резистора R=40 Ом и конденсатора с сопротивлением XС=30 Ом. Определить полное сопротивление цепи.
R XС
1) 100 Ом;
2)50 Ом;
3)80 Ом;
4)10 Ом.
4.По какой формуле определяется полное сопротивление данной цепи?
1)Z 
R2 (XL XC )2 ;
2) Z |
R2 XL2 ; |
U |
R |
XL |
|
|
|
|
3)Z
R2 XC2 ;
4)Z R .
5.Какая формула для расчета тока справедлива для данной цепи?
1) |
I |
|
|
|
|
|
U |
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
R |
2 X |
2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
XL |
|
|
||||||
|
|
U |
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2) |
I |
; |
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
XC |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
R |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
R |
U |
|
|
|
|
|
|
||||||||
3) |
I |
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
R2 XL XC 2
6. Цепь переменного тока, к которой приложено напряжение U=220 В, состоит из последовательно включенных резистора R=40 Ом и катушки индуктивности с сопротивлением XL=30 Ом. Определить ток, проходящий в данной цепи.
1) |
4,4 А; |
|
|
R |
|
XL |
2) |
6 А; |
|
|
|
|
|
U |
|
|
||||
3) |
8,6 А; |
|
|
|||
4)10 А.
7.Напряжение на зажимах цепи с R и L элементами U=141 В. Определить напряжения UR и UL, если частота питающего напряжения f = 0.
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
L |
|
|
1) UR=70,5 В; UL=70,5 В; |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) |
UR=100 В; UL=100 В; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3) |
UR=141 В; UL=0 В; |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4) |
UR=0 В; UL=141 В. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
8. Напряжения на отдельных участках цепи составляют: UL=60 B; |
|||||||||||||||||
UC=20 B; Ua=30 B. Определить напряжение U. |
|
||||||||||||||||
|
|
R |
|
XL |
|
|
XC |
1) |
40 В; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Ua |
|
UL |
|
|
UC |
2) |
100 В; |
||||||||
|
|
|
|
|
3) |
50 В; |
|||||||||||
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4) |
80 В. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9. В каком случае наступит резонанс напряжений в приведенной цепи?
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) XL>XC; |
|
|
|
R |
|
|
|
XL |
|
|
XC |
|
||||||||
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) XL<XC; |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3) XL=XC. |
|
10. Какая векторная диаграмма соответствует указанной цепи? |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
XL |
1) |
U |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3) |
U I |
11.Какая векторная диаграмма соответствует указанной цепи?
1)U
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) |
|
|
|
U |
R |
|
|
I |
|||||||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
XC |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3) |
U |
I |
|||||||
12. Какая векторная диаграмма соответствует данной цепи при условии |
|||||||||||||
ХL = XC? |
UL |
UC |
|
|
|||||||||
1) |
|
|
|
||||||||||
|
|
Ua |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
R |
XL |
XC |
|
2)UL UC
|
Ua |
U |
|
I |
I |
3) |
UL UC |
|
|
U |
|
I
Ua
13. Какая векторная диаграмма соответствует указанной цепи?
1) I Ip
Ia |
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
I U |
U |
|
R |
|
|
XC |
||
|
|
|
||||||
|
|
|
||||||
3) |
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
I Ia |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ip |
|
|
|
|
|
|
|
|
14. В схеме наблюдается резонанс напряжений. Показание вольтметра V3 равно 4 В; амперметр А показывает 1 А; сопротивление XС=3 Ом. Определить правильные показания приборов.
|
|
|
|
V2 |
|
|
* |
R |
XL |
XC |
|
|
W |
|
|
|
|
U |
V1 |
|
|
R |
V3 |
|
|
|
A |
|
|
1)вольтметр V2 показывает 0;
2)ваттметр W показывает 16 Вт;
3)вольтметр V1 показывает 5 В.
15. Какая векторная диаграмма соответствует указанной цепи?
1) |
|
I Ia |
Ip |
|
|
|
|
U |
R XL |
||
2) |
Ia |
|
U |
||
Ip |
U |
|
|
||
|
I |
|
|
|
3)I U
16.Цепь переменного тока, к которой приложено напряжение U=220 В, состоит из параллельно включенных резисторов: R=22 Ом, идеальной катушки индуктивности с сопротивлением ХL=30 Ом и конденсатора с сопротивлением ХС=30 Ом. Определить ток I.
1) |
10 А; |
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|||||||
2) |
5А; |
|
||||||
U |
|
|
R XL |
|
|
XC |
||
3) |
22 А; |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
4) |
7 А. |
|
|
|
|
|
|
|
17. В какой цепи может возникнуть резонанс токов?
1) |
2) |
3) |
4) |
e |
e |
e |
e |