Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Решение. Способ 1. Рассматривается схема, нагруженная произвольным сопротивлением Z2, когда напряжение U2 и ток I2 отличны от нуля
Способ 1. Рассматривается схема, нагруженная произвольным сопротивлением Z 2, когда напряжение U 2 и ток I 2 отличны от нуля. Полученная схема описывается системой уравнений Кирхгофа. Методом подстановки избавляются от промежуточных токов и напряжений, приводя систему уравнений к виду: U 1 = А · U 2 + В · I 2; I 1 = С · U 2 + D × I 2. При произвольной нагрузке в схеме рис. 5.4, а три неизвестных тока: I 1, I 2, I L. По первому закону Кирхгофа I 1 = I L + I 2, по второму закону Кирхгофа U 2 – I L × jxL = 0, I 1× (r – jxС) + U 2 = U 1. Из этих уравнений получаем: I 1 = I 2 + = С · U 2 + D · I 2, откуда С = = = - j 0, 05 См, D = 1; U 1 = U 2× ( 1 + ) + I 2× (r – jxС) = А · U 2 + В · I 2, откуда А = 1 + = 1 + = 0, 5 – j 0, 5 = 0, 5 · е - j ·45°, В = r – jxС = 10 – j 10 = 10 · е - j ·45° Ом. Способ 2. Коэффициенты рассчитываются по уравнениям Кирхгофа для режимов холостого хода и короткого замыкания четырёхполюсника, когда основные уравнения принимают вид: холостой ход U 1 Х = А · U 2 Х ; короткое замыкание U 1 К = В · I 2 К ; I 1 Х = С · U 2 Х ; I 1 К = D · I 2 К . По схеме рис. 5.4, а, соответственно, получаем: I 1 Х = = С · U 2 Х ; U 1 Х = I 1 Х × (r – jxС) + U 2 Х = U 2 Х × ( 1 + ) = А · U 2 Х ; I 1 К = I 2 К = D · I 2 К ; I 1 К × (r – jxС) = U 1 К = В · I 2 К = I 2 К × (r – jxС). Результаты расчёта коэффициентов совпали с ранее полученными. Способ 3. Расчёт коэффициентов осуществим по сопротивлениям холостого хода и короткого замыкания четырёхполюсника (рис. 5.4, а): Z 1 Х = r – jxС + jxL = 10 – j 10 + j 20 = 10 + j 10 = 10 · е j ·45° Ом; Z 1 К = r – jxС = 10 – j 10 = 10 · е - j ·45° Ом; Z 2 Х = jxL = j 20 = 20× е j ·90° Ом; Z 2 К = = = 20 Ом. Из основных уравнений для режимов холостого хода и короткого замыкания Z 1 Х = А / С, Z 2 Х = D / С, Z 1 К = В / D, Z 2 К = В / А. Выбирая любые три соотношения с учётом свойства коэффициентов А ∙ D – В ∙ С = 1, получаем сначала один из коэффициентов, а затем через выбранные три соотношения определяем остальные коэффициенты. Например, А = = . Комплексное число, стоящее в знаменателе, можно в показательной форме записать двояко: 1) j 20 – 20 = 20 · е j ·135°; 2) j 20 – 20 = 20 · е - j ·225°. Соответственно, получаем 2 значения коэффициента А: А 1 = е - j ·45°; А 2 = е j ·135°. Коэффициент А является в общем случае комплексным числом, которое в показательной форме имеет выражение А = а · е ja. Модуль коэффициента а = определяется однозначно. А для аргумента a получаем два значения: отрицательное a = a 1= -45°, положительное a = a 2= +135°. Отбор единственного значения a произведём на основании векторной диаграммы цепи (рис. 5.4, б) для режима холостого хода четырёхполюсника, когда U 1 Х = А · U 2 Х = а · е ja · U 2 Х . По векторной диаграмме получаем a < 0, тогда А = е - j ·45°; В = Z 2 К ∙ А = е - j ·45°× 20 = 10 · е - j ·45° Ом; С = = = - j 0, 05 См; D = Z 2 Х ∙ С = 20· е j ·90° ( - j 0, 05 ) = 1. Входное сопротивление четырёхполюсника при произвольной нагрузке Z 2 : Z 1 = = = = = = 20 Ом.
Задача 5.2. Определить коэффициенты A, B, C, D несимметричного четырёхполюсника, собран-ного по Т -схеме (рис. 5.5), если х 1 = 40 Ом, r 2 = 10 Ом, r 0 = х 0 = 40 Ом. Используя основные уравнения четырёхполюс-ника в форме А, определить ток I 1 К на входе при закороченных выходных зажимах, если U 1 = 100 В. Ответ: А = - j; В = - j 50 Ом; С = 0, 025 – j 0, 025 См; D = 1, 25 – j 0, 25; I 1 К = 2, 55 А. Задача 5.3. Найти элементы матри-цы [ H ] несимметричного четырёхполюсни-ка, собранного по П -схеме (рис. 5.6), если: r 1 =10 Ом, r 2 =20 Ом, x 2 =20 Ом, х 3 = 40 Ом. Используя основные уравнения четырёхпо-люсника в форме [ H ], определить напря-жение на входе при разомкнутых выходных зажимах, если U 2 X = 100 В. Ответ: H 11 = 7, 69 + j 1, 54 Ом; H 12 = - H 21 = 0, 231 – j 0, 15; H 22 = -0, 0231 – j 0, 00962 См; U 1 X = 50 B.
ЗАДАЧА 5.4. Для составления П -схемы заме-щения ЛЭП (рис. 5.7) и определения её входного сопротивления поставлены опыты холостого хода и короткого замыкания: U 1 X = 30 кВ, I 1 Х = 6 А, Р 1 Х = 27 кВт, φ 1 Х < 0; U 1 К = 4, 5 кВ, I 1 К = 30 А, Р 1 К = 69 кВт, φ 1 К > 0. Определить входное сопротивление ЛЭП Z при RНГ = 1000 Ом, СНГ = 10 мкФ. Ответ: A = D = 0, 9885× е j 0, 53°; B = 148, 3× е j 59, 80° Ом; C = 0, 198∙ 10 -3× е j 81, 91° См; Z 1 П = Z 2 П = 10 4× е – j 81, 64° Ом; Z 0 П = 148, 3× е j 59, 80° Ом; Z ВХ = 986× е – j 19, 75° Ом.
ЗАДАЧА 5.5. Известны уравнения А -формы четырёхполюсника: U 1 = - j 50× I 2 + 1, 75× U 2; I 1 = 0, 5× I 2 – j 0, 0025× U 2. Требуется получить Т -схему замещения четырёхполюсника, а также записать уравнения в Н -форме. Ответ: Z 1 T = j 300 Ом, Z 2 T = - j 200 Ом, Z 0 T = j 400 Ом; H 11= - j 100 Ом, H 12 = 2, H 21 = -2, H 22 = - j 0, 005 См.
Задача 5.6. Определить коэффициенты A, B, C, D несимметричного четырёхполюсника рис. 5.8, а, если хL = 80 Ом, хC = 40 Ом, r 3 = r 4 = 40 Ом. Используя основные уравнения четырёхполюсника, рассчитать ток нагрузки I 2, если сопротивление нагрузки Z 2 = 60 + j 30 Ом, а напряжение на входе U 1 = 220 В.
|