Электрические цепи синусоидального тока



Для электрической схемы, соответствующей номеру варианта в табл. 2.1 и изображенной на рис. 2.1–2.20,выполнить следующее :

2.1. Применяя  законы Кирхгофа, составить в общем виде систему уравнений для расчета токов во всех ветвях цепи, записав ее в двух формах:

2.1.2. Дифференциальной;

  2.1.3 Символической (комплексной);

пронумеровав токи и указав направление токов стрелками.

2.2. Определить комплексы значений токов во всех ветвях, воспользовавшись одним из методов расчета линейных электрических цепей.

Для этого создайте схему электрической цепи в символическом виде, произведя замены всех элементов электрической цепи на их символические представления.

При выполнение пункта 2.2 учесть, что одна из ЭДС, указанная в таблице 2.1 может быть задана косинусоидой. Чтобы правильно записать её в символическом (комплексном) виде, сначала надо от косинусоиды перейти к синусоиде, используя формулы приведения для тригонометрических функций.

2.3 Построить:

 2.3.1. Векторную диаграмму токов на комплексной плоскости.

2.3.2. Топографическую диаграмму потенциалов точек цепи.                                                                                              Потенциал точки а, указанной на схеме, принять равным нулю.

2.4. Используя данные расчетов, полученных в пп. 2.2 и 2.3, записать выражение для мгновенного значения тока или напряжения ( см. табл. 2.2).  Нарисовать график синусоидального сигнала.

2.5. Полагая, что между двумя любыми индуктивными катушками, расположенными в различных ветвях заданной схемы, имеется магнитная связь при взаимной индуктивности, равной М, составить в общем виде систему уравнений по законам Кирхгофа для расчета токов во всех ветвях цепи, записав её в двух формах:

2.5.1. Дифференциальной;    

2.5.2. Символической (комплексной);

2.6 Ориентируясь на ранее принятые направления токов в ветвях, одноименные зажимы индуктивных катушек выбрать так, чтобы их включение было встречное, и обозначить их на схеме точками.

 В случае отсутствия в заданной схеме второй индуктивности, вторую катушку ввести дополнительно в одну из ветвей, не содержащих L .


Таблица 2.1 Значения элементов электрических схем для рис. 2.1 – 2.20                   Лист 1

Вар.-рис. L1 , L2 , L3 C1 C2 C3 R1 R2 R3 f                
  мГн                                                                      мкФ Ом Гц

В

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1 - 2.15 - 6,38 - 10,6 ∞ - - - 10 500   0  179 cos (ωt+270˚ 0 - -
2 - 2.20 1,27 3,18 - - 3,98 - - - 25 1000 70 cos(ωt+270˚) 0 - - 84 sin (ωt - 30˚) 0
3 - 2.1 - 1,74 - - ∞ 4,02 17 - - 1100 113 sin ωt 0 - - 46 cos (ωt - 90˚) 32,4 sin (ωt - 90˚)
4 2.8 1,36 - 5,46 3,25 - ∞ - 65 - 700 141 sin ωt 0 - - 282 cos (ωt - 140˚) 0
5 - 2.13 - - 2,63 1,25 - 8,84 - 65 - 2000 200 cos ωt 72,4 sin (ωt+120˚) - - 282 cos (ωt +296˚) 0
6 - 2.19 - 1,06 2,48 - - 1,38 17 - - 1800 0 112,8 cos  (ωt - 95˚) - - 56 sin (ωt - 40˚) 0
7 - 2.10 1,27 0,8 - - 6,38 - - - 25 1000 70,5  cos (ωt - 70˚) 0 - - 56 sin (ωt - 10˚) 0
8 - 2.3 40,2 - 0 35,4 - 53 - 25 - 150 70,5  cos (ωt+257˚) - 68,5 cos (ωt -174˚) 56 sin (ωt-170˚) _ _
9 - 2.14 - 4,19 1,92 - 0,79 0,74 17 - - 3000   0 - - 56 cos (ωt -147˚) -
10- 2.4 1.04 - 2.64 0.76 - 3.23 - 65 - 2600 0 114 sin (ωt - 85˚) - - 200 cos (ωt - 85˚) 200 sin  (ωt - 85˚)
11 - 2.5 160 25 - 0,53 6,6 - - - 100 500 0 114 sin ωt - - 141 cos ωt 0  
12 - 2.16 - 160 25 - 0,53 6,6 100 - - 500 400 cos (ωt - 30˚) - - 0 169 sin ωt
13 - 2.6 - - 31,8 1,59 - 1,59 - 100 - 1000 - 113 sin ωt 169 sin (ωt + 90˚) 0 169 cos (ωt + 90˚) 0
                     
                     

 

Таблица 2.1 Значения элементов электрических схем для рис. 2.1 – 2.20                   Лист 2

Ва

ри

ант

Ри

су

нок

L1 L2 L3 C1 C2 C3 R1 R2 R3 f

мГн

мкФ

Ом

Гц

В

№ п.п 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
14 2.11 15,9 3,98 - - 1,27 - - - 100 1000 0 169 sin (ωt+180˚) 240 sin (ωt + 45˚) 169 sin (ωt - 90˚) 169 cos ωt 0
15 2.17 - 6,8 - - 0,91 0,46 100 - - 3500 169 cos (ωt - 90˚) 240 sin (ωt+135˚) 169 sin (ωt + 90˚) 0 0 169 cos (ωt - 90˚)
16 2.9 6 - 0 0,8 - 0,4 - 100 - 4000 169 sin (ωt+180˚) - 0 169 cos ωt 169 sin ωt 0
17 2.7 1,6 - - 0,55 - - - 10 5000 0 282 sin ωt 282 cos (ωt + 90˚) 0 - -
18 2.12 0 32 58 - 17,8 60 - - 300 - - 689 cos (ωt - 78˚) 496 sin (ωt - 60˚) 705 sin (ωt+180˚) -
19 2.2 - 4,98 50 1 - 0,4 - 25 - 800 566 cos (ωt - 90˚) 0 - - 705 sin (ωt +180˚) -
20 2.18 32 36 0 4 2 - - 70 400 141 sin (ωt-300˚) - 62 cos (ωt -124˚) 96,4 sin (ωt+201˚) - -
21 2.15   - 12,76 - 10,6 15,9 - - - 10 500 99  sin (ωt-340˚) 0 0 179 cos (ωt -90˚) - -
22 2.20   2,12 3,98 - - 7,56 - - - 25 600 70,5 cos (ωt - 90˚) 0 - - 84,4 sin (ωt+330˚) 0
23 2.1   - 3,47 - - 8,03 17 - - 550 113,1 sin ωt 0 - - 56,6 cos (ωt -125˚) 0
24 2.8   0,68 - 5,46 1,62 - 4,73 - 65 - 1400 141 cos (ωt+270˚) 0 - - 282 sin (ωt+310˚) 0
25   2.13 - - 2,63 1,25 - 8,84 - 65 - 200 141 cos (ωt - 15˚) 0 - - 282 sin (ωt + 25˚) 0
26   2.19 - 2,12 4,96 - - 2,76 17 - - 900 0 112,8 sin (ωt - 5˚) - - 56,4  cos (ωt-130˚) 0

Таблица 2.1 Значения элементов электрических схем для рис. 2.1 – 2.20                   Лист 3

Ва

ри

ант

Ри

су

нок

L1 L2 L3 C1 C2 C3 R1 R2

R3

f

мГн

мкФ

Ом

Гц

В

№ п.п 2 3 4 5 6 7 8 9

10

11

12

13

14

15

16

17 18
27 2.10   0,64 0,4 - - 3,19 - -

-

25

2000

70,5 sin (ωt + 20˚)

0

-

-

84,6 cos (ωt - 100˚) 0
28 2.3   40,2 - 22,8 35,4 - 26,5 -

25

-

150

70,5 cos (ωt -130˚)

-

84,6 sin (ωt+317˚)

0

- -
29 2.14   - 4,19 0 - 0,79 1,47 17

-

-

3000

60 sin (ωt+315˚)

60 cos

 (ωt +90˚)

-

-

56,4 sin (ωt +303˚) -
30 2.4   2,08 - 5,27 1,51 - 6,46 -

65

-

1300

0

141 cos (ωt - 80˚)

-

-

0 282 sin (ωt - 40˚)

 

31 2.5   106 41,3 - 1,76 11 - -

-

100

300

141 cos (ωt - 90˚)

0

-

-

141 sin (ωt - 270˚) 0
32 2.16   - 66,2 10,3 - 0,22 2,76 100

-

-

1200

0

141

cos ωt

-

-

100 sin (ωt +135˚) 100 cos (ωt+315˚)
33 2.6   - - 31,8 3,18 - -

100

-

500

-

169

sin ωt

120 sin (ωt+135˚)

120 cos (ωt - 47˚)

169 sin (ωt -180˚) 0
34 2.11   10 2,5 - - 0,8 - -

-

100

1590

169 sin (ωt +90˚)

240 sin (ωt -135˚)

0

169

sin ωt

169 cos ωt 0
35 2.17   - 13,6 - - 1,82 0,91 100

-

-

1750

-

169

cos ωt

169 sin (ωt + 90˚)

240 sin (ωt-135˚)

0 169 sin ωt
36 2.9   6 - 4 0,8 - 0,2 -

100

-

4000

169 cos (ωt + 90˚)

0

120 sin (ωt - 45˚)

120 sin (ωt +45˚)

169 sin ωt 0
37 2.7   4,8 - - 2,54 1,1 - -

-

10

2500

0

282 sin ωt

282 cos (ωt + 90˚)

0

- -
38 2.12   0 16 29 - 8,9 60

-

-

600

-

-

705 cos (ωt - 37˚)

-

705 sin (ωt - 53˚) -
39 2.2   - 0 50 1 0,4 -

25

-

800

620 sin (ωt + 54˚)

538 cos (ωt + 22˚)

-

-

705 cos (ωt + 90˚) -
                                               

Таблица 2.1 Значения элементов электрических схем для рис. 2.1 – 2.20                   Лист 4

Ва

ри

ант

Ри

су

нок

L1 L2 L3 C1 C2 C3 R1 R2 R3 f

мГн

мкФ

Ом

Гц

В

№ п.п 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
40 2.18   8 9 6,98 1 0,5 1,42 - - 70 1600 141 sin (ωt -300˚) - 141 cos (ωt - 90˚) 0 - -
41 2.15   - 5,3 - 8,84 - - - 10 600 99 cos (ωt+290˚) 0 155  sin (ωt + 30˚) 89,5 cos (ωt-150˚) - -
42 2.20   2,12 0 - - 13,2 - - - 25 600 56  sin (ωt - 60˚) 64,5 sin (ωt-131˚) - - 84,6 cos (ωt - 120˚) 0
43 2.1   - 6,94 - - 24,1 8,03 17 - - 550 113,1 cos (ωt  - 90˚) 0 - - 56,6 sin (ωt - 35˚) 0
44 2.8   0,68 - 2,73 1,62 - - 65 - 1400 141 sin ωt 0 - - 181,4  sin ωt 282 cos (ωt -180˚)
45 2.13   - - 6,35 2,5 - 10 - 65 - 1000 141 cos (ωt - 15˚) 0 - - 0 282 sin (ωt -335˚)
46 2.19   - 2,37 2,79 - - 3,99 17 - - 800 0 112,8 cos (ωt - 95˚) - - 40 sin (ωt +  5˚) 40 sin (ωt -  85˚)
47 2.10   1,27 4,78 - - 3,19 - - - 25 1000 66,5  sin ωt 24,2  cos ωt - - 84,6 cos (ωt+100˚) 0
48 2.3   10,1 - 5,59 8,85 - 6,62 - 25 - 600 70,5 sin (ωt - 13˚) - 84,6  cos (ωt-133˚) 0 - -
49 2.14   - 1,68 7,65 - 3,16 2,95 17 - - 750 113 cos (ωt -112˚) 0 - - 56,4 sin (ωt - 57˚) -
50 2.4   2,08 - 2,94 1,51 - - 65 - 1300 0 141 sin (ωt + 10˚) - - 0 282 cos (ωt -130˚)

 

51 2.5   15,9 25 - 2,12 6,6 - - - 100 500 244  cos ωt 282 sin (ωt - 60˚) - - 141 sin (ωt- 270˚) 0
52 2.16   - 31,8 25 - 1,59 6,6 100 - - 500 0 62 cos (ωt -124˚) - - 0 141 cos (ωt+270˚)

Таблица 2.1 Значения элементов электрических схем для рис. 2.1 – 2.20                   Лист 5

Ва

ри

ант

Ри

су

нок

L1 L2 L3 C1 C2 C3 R1 R2 R3 f

мГн

мкФ

Ом

Гц

В

№ п.п 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

16

17

18
53 2.6   - - 63,6 3,18 - 3,18 - 100 - 500 - 169 cos (ωt+270˚) 169 sin (ωt + 90˚)

0

169 sin (ωt -180˚)

0
54 2.11   5 1,25 - - 0,4 - - - 100 3180 0 169 sin (ωt -180˚) 0

169 sin ωt

240  cos

(ωt + 45˚)

169 sin ωt
55 2.17   - 6,8 - - 0,91 0,45 100 - - 3500 0 169 cos ωt 169 sin (ωt -180˚)

0

0

169 sin ωt
56 2.9   12 - 8 1,6 - 0,4 - 100 - 2000 169 sin (ωt -180˚) 0 0

169

cos ωt

0

169 sin ωt
57 2.7   1,6 - - 0,55 - - - 10 5000 282 cos (ωt - 90˚) 0 282 sin (ωt+180˚)

0

-

-
58 2.12   31,8 32 58 8,84 - 17,8 60 - - 300 - - 705 sin (ωt -307˚)

0

705 cos

(ωt +217˚)

-
59 2.2   - 19,9 200 4 31,8 1,6 - 25 - 200 566 sin ωt 0 -

-

705 cos

(ωt -270˚)

-
60 2.18   32 36 27,9 4 2 5,69 - - 70 400 141 cos (ωt+330˚) - 141 cos (ωt+270˚)

0

-

-

 

61 2.15   - 4,78 - 5,3 15,9 - - - 10 1000 99  cos (ωt- 70˚) 0 179 sin ωt

0

-

-
62 2.20   0,85 0 - - 5,32 - - - 25 1500 70,5 cos (ωt - 90˚) 0 -

-

73 sin ωt

42,3 cos (ωt -180˚)
63 2.1   - 3,47 - - 12 4,02 17 - - 1100 113 cos (ωt - 90˚) 0 -

-

56,6 sin (ωt - 35˚)

0
64 2.8   1,36 - 5,46 3,25 - - 65 - 700 100 cos (ωt - 45˚) 100 sin (ωt- 45˚) -

-

282 sin (ωt - 50˚)

0
65 2.13   - - 3,82 1,25 - 3,32 - 65 - 2000 141 sin (ωt-285˚) 0 -

-

282 cos

(ωt - 65˚)

0
                                       

Таблица 2.1 Значения элементов электрических схем для рис. 2.1 – 2.20                   Лист 6

Ва

ри

ант

Ри

су

нок

L1 L2 L3 C1 C2 C3 R1 R2 R3 f

мГн

мкФ

Ом

Гц

В

№ п.п 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
66 2.19   - 2,12 2,48 - - 3,55 17 - - 900 0 112,8 cos (ωt - 95˚) - - 56,4 sin (ωt - 40˚) 0
67 2.10   0,64 2,39 - - 1,59 - - - 25 2000 70,5 cos (ωt - 70˚) 0 - - 83,5 sin ωt 14,7 sin (ωt + 90˚)
68 2.3   20,1 - 0 17,7 - 26,5 - 25 - 300 70,5 cos (ωt -103˚) - 84,6 sin (ωt -4 3˚) 0 - -
69 2.14   - 16,8 0 - 3,16 5,9 17 - - 750 60 sin  (ωt - 34˚) 60 sin (ωt+180˚) - - 56,4 cos (ωt +213˚) -
70 2.4   1,04 - 1,47 0,76 - - 65 - 2600 0 141 cos (ωt – 80˚) - - 0 282sin (ωt - 40˚)

 

71 2.5   31,8 12,5 - 0,53 3,3 - - - 100 1000 0 141sin ωt - - 372 sin (ωt - 311˚) 282 cos (ωt+120˚)
72 2.16   - 160 25 - 0,53 6,6 100 - - 500 0 141 cos ωt - - 0 141sin ωt
73 2.6   - - 15,9 1,59 - - 100 - 1000 - 169 sin ωt 169 cos ωt 0 120 cos (ωt + 45˚) 120 sin (ωt-135˚)
74 2.11   15,9 3,98 - - 1,27 - - - 100 1000 - 169 sin (ωt+180˚) 0 169 cos (ωt - 90˚) 169 sin (ωt+90˚) 0
75 2.17   - 23,8 - - 3,18 1,59 100 - - 1000 0 169 cos ωt 169 sin (ωt-180˚) 0 240 sin (ωt + 45˚) 169 sin (ωt-180˚)
76 2.9   6 - 4 0,8 - 0,2 - 100 - 4000 169 sin (ωt-180˚) 0 0 169 cos ωt 169 sin ωt 0
77 2.7   3,2 - - 1,1 - - - 10 2500 0 282 cos (ωt - 90˚) 141 sin (ωt - 90˚) 325 sin (ωt- 30˚) - -
78 2.12   7,96 8 14,5 2,21 - 4,45 60 - - 1200 - - 705 sin (ωt + 53˚) 0 705 cos (ωt -143˚) -

Таблица 2.1 Значения элементов электрических схем для рис. 2.1 – 2.20                   Лист 7

Ва

ри

ант

Ри

су

нок

L1 L2 L3 C1 C2 C3 R1 R2 R3 f

мГн

мкФ

Ом

Гц

В

№ п.п 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

16

17

18
79 2.2   - 0 200 4 1,6 - 25 - 200 440 sin (ωt -316˚) 392 cos (ωt + 40˚) -

-

705 cos

(ωt -270˚)

-
80 2.18   16 18 0 2 1 - - 70 800 141 sin (ωt + 60˚) - 141 cos (ωt+270˚)

0

-

-

 

81 2.15   - 6,38 - 10,6 - - - 10 500 100 sin (ωt + 60˚) 63,5 sin (ωt - 56˚) 178 cos (ωt - 90˚)

0

-

-
82 2.20   2,12 0 - - 13,3 - - - 25 600 70,5 sin ωt 0 -

-

84,6 cos (ωt +240˚)

0
83 2.1   - 3,47 - - 8,03 17 - - 550 80 sin (ωt + 45˚) 80 cos (ωt -135˚) -

-

56,6 cos (ωt +235˚)

0
84 2.8   1,36 - 10.9 3,25 - 9,46 - 65 - 700 141 cos (ωt - 90˚) 0 -

-

0

282sin (ωt - 50˚)
85 2.13   - - 13.2 5 - 18,4 - 65 - 500 141 cos (ωt+345˚) 0 -

-

200 sin (ωt + 45˚)

116 sin (ωt - 11˚)
86 2.19   - 2,12 2.48 - - 3,55 17 - - 900 80 sin (ωt + 40˚) 80 sin (ωt - 50˚) -

-

56,4 cos (ωt -130˚)

0
87 2.10   1,27 4,78 - - 3,19 - - - 25 1000 70,5 sin (ωt+ 20˚) 0 -

-

84,6 cos (ωt -100˚)

0
88 2.3   10 - 0 8,85 - 13,2 - 25 - 600 70,5 sin (ωt - 13˚) - 68,5 sin (ωt - 84˚)

56 cos (ωt+100˚)

-

-
89 2.14   - 8,38 0 - 1.58 2.95 17 - - 1500 113 sin (ωt+338˚) 0 -

-

56,4 cos (ωt -147˚)

-
90 2.4   2,08 - 5,27 1,51 - 6,46 - 65 - 1300 100 sin (ωt - 35˚) 100 cos (ωt - 35˚) -

-

0

282sin (ωt - 40˚)

 

                                       

Таблица 2.1 Значения элементов электрических схем для рис. 2.1 – 2.20                   Лист 8

Ва

ри

ант

Ри

су

нок

L1 L2 L3 C1 C2 C3 R1 R2 R3 f

мГн

мкФ

Ом

Гц

В

№ п.п 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

16

17 18
91 2.5   0 25 - 3,18 6,6 - - - 100 500 141 cos (ωt+270˚) 0 -

-

141 sin (ωt + 90˚) 0
92 2.16   - 47,7 12.5 - 0,4 3,3 100 - - 1000 0 141 sin (ωt -270˚) -

-

0 141 cos (ωt - 90˚)
93 2.6   - - 15.9 1,59 - - 100 - 1000 - 169 sin ωt 169 cos ωt

0

169 sin (ωt+180˚) 0
94 2.11   10 2,5 - - 0,8 - - - 100 1590 0 169 sin (ωt+180˚) 0

169

sin ωt

169 cos ωt 0
95 2.17   - 13,6 - - 1,82 0,91 100 - - 1750 0 169 sin (ωt+ 90˚) 169 sin (ωt+180˚)

0

0 169 cos (ωt - 90˚)
96 2.9   12 - 0 1,6 - 0,8 - 100 - 2000 169 sin (ωt+180˚) - 0

169

cos ωt

169 cos (ωt +270˚) 0
97 2.7   2,4 - - 1,27 0,55 - - - 10 5000 0 282 sin ωt 282 cos (ωt -270˚)

0

- -
98 2.12   0 8 14.5 - 4.45 60 - - 1200 - - 689 sin (ωt + 12˚)

496 cos

(ωt-150˚)

705 sin (ωt +307˚) -
99 2.2   - 0 100 2 0,8 - 25 - 400 566 cos (ωt+270˚) 0 -

-

705 sin (ωt - 180˚) -
100 2.18   8 9 0 1 0,5 - - 70 1600 141 cos (ωt - 30˚) - 62 sin (ωt+326˚)

96.5cos

(ωt+111˚)

- -
                                     

 

 


Табл. 2.1 (какие значения тока или напряжения перевести из символического (комплексного) вида

во временное (мгновенное) значение).

 

Вари-ант Мгнов. значение. Вари-ант Мгнов. значение Вари-ант Мгнов. значение Вари-ант Мгнов. значение Вари-ант Мгнов. значение
1 21 41 61 81
2 22 42 62 82
3 23 43 63 83
4 24 44 64 84
5 25 45 65 85
6 26 46 66 86
7 27 47 67 87
8 28 48 68 88
9 29 49 69 89
10 30 50 70 90
11 31 51 71 91
12 32 52 72 92
13 33 53 73 93
14 34 54 74 94
15 35 55 75 95
16 36 56 76 96
17 37 57 77 97
18 38 58 78 98
19 39 59 79 99
20 40 60 80 100

 

Рисунки к заданию 2

 

Полезные формулы при решения задания 2

2.7    Некоторые формулы приведения для тригонометрических функций:

 a) =  ; б )  =

 в)  = -  ; г)  = -

2.8 Формула Эйлера:  =  + ϳ ∙

2.9 Угловая частота  ω = 2  ∙ f

2.10  Переход от алгебраического комплексного числа к показательному:

Х = а + j ∙ b ;  =  ;  = arctg  ; X =

2.11 Основные формулы из теории комплексных чисел:

ϳ =  ;  = - 1 ;  = - j ;  =  =

2.12 = j ∙ = j ∙ ωL ; = = ; u(t)  =

Задание 3


Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 132; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!