Расчет разветвленной цепи постоянного тока Расчет переходных процессов

Примеры выполнения курсовой работы по электротехнике

Структурная схема выпрямителя состоит из трех основных частей: трансформатора, вентилей (диодов) и фильтра. Кроме того, может применятся стабилизатор напряжения.

Трансформатор - преобразует напряжение сети переменного тока до величины, необходимой для получения на выходе выпрямителя заданного напряжение постоянного тока.

Вентиль - преобразует двухполярное напряжение переменного тока в однополярное (пульсирующее) напряжение постоянного тока. Для каждого выпрямителя обязательно наличие вентилей в зависимости от технических требований, остальные элементы могут отсутствовать.

Рисунок 22

В контрольных задачах рассматриваются только схемы с вентилями и трансформаторами.

Полупроводниковые диоды обладают односторонней проводимостью электрического тока в интервалах температур от - 60° до + 75°С для германиевых диодов и - 60° до + 150° С  - для кремниевых и поэтому применяются в качестве электрических вентилей. При более высоких температурах полупроводниковые диоды теряют свойство односторонней проводимости и в качестве вентилей их применять нельзя.

Полупроводниковые диоды подбираются для схем выпрямления по двум параметрам: 1) допустимый ток в прямом направлении Iдоп; 2) значение допустимого напряжения, действующее на диод в обратном направлении, когда диод закрыт, Uобр. Эти параметры приводятся в справочниках, выписка из которых для диодов, используемых для решения задач, приведена в таблице 2. Найти: все неизвестные токи, используя законы Кирхгофа; показать, что баланс мощностей имеет место

Понятие допустимого тока в прямом направлении не вызывает трудностей, но понятие допустимого обратного напряжения поясним на рисунке 23, где

 а- схема однополупериодного выпрямителя;

б - график переменного напряжения uн и тока i нагрузки;

  г - график обратного напряжения uв, действующего на диод в непроводящий период, когда диод закрыт.

На рисунке 23, в видно, что когда диод закрыт, на него действует напряжение uв в обратном направлении (вниз от оси времени). Значение этого напряжения подсчитывается в зависимости от выпрямленного напряжения постоянного тока и схем выпрямления по следующим формулам.

Рисунок 23

Таблица 2

 

 

 

Однополупериодная схема и двухполупериодная однофазная схема с выведенной средней точкой вторичной обмотки трансформатора

Uв = πUd = 3,14 Ud.

Двухполупериодная однофазная мостовая схема

Uв = πUd/2 = 1,57 Ud.

При составлении схем выпрямителей задаются значениями мощности Pв (Вт) и напряжения Uв (В) постоянного тока, которые нужно получить от выпрямителя. По этим данным определяют выпрямленный ток Id (A). Следовательно, при подборе полупроводниковых диодов для заданным схем выпрямителей необходимо знать: 1) выходные характеристики выпрямителя: мощность Рd, напряжение Ud, ток Id; эти данные определяются характером нагрузки, и в контрольных задачах указаны в условиях; 2) технические данные полупроводниковых диодов; допустимые ток Iдоп и обратное напряжение Uобр - при решении контрольных задач нужно определить по таблице 2.

При выборе диодов для работы в качестве вентилей в схемах однополупериодного выпрямителя соблюдают условия по току

Iдоп≥Id

и напряжению

Uобр≥ Uв,

 где Uв - напряжение, действующее на диод в непроводящий период, которое для данной схемы подсчитывают по формуле

Uв = π Ud.

2.19. В последовательной цепи, представленной на рис. 2.9, напряжение на участке R – 6 В, на участке L – 12 В, на участке C – 4 В. Найдите напряжение приложенное к зажимам цепи.

Ответ: 10 В.

2.20. Найдите полное сопротивление цепи, представленной на рис. 2.10, если R1=1 Ом, R2=2 Ом, ХL1=6 Ом, ХL2=2 Ом, ХС=4 Ом.

Ответ: 5 Ом.

 


2.21. В задаче 2.20 замените приемник XL1 на приемник R3, имеющий такое же сопротивление что и XL1 и найдите полное сопротивление цепи.

Ответ: 9,2 Ом.

 


2.22. В цепи, представленной на рис. 2.11, приборы показывают U=123 В, I=3 А, Р=81 Вт. Найдите параметры катушки R и L, если частота промышленная.

Ответ: R=9 Ом, L=0,127 Гн.

2.23. Батарея конденсаторов и реостат соединены последовательно. Начертите схему соединения и найдите напряжения на реостате и конденсаторе, а также ток в цепи и мощности активную, реактивную и полную, если С=50 мкФ, R=29,1 Ом, U=210 В, частота промышленная.

Ответ: UР=87 В, UС=191 В, S=630 ВА, Р=262 Вт, Q=573 ВАр, I=3 А.

1.10. Можно ли использовать реостат с номинальным сопротивлением 200 Ом и номинальным током 1 А для регулирования напряжения приемника, имеющего сопротивление Rп= 100 Ом, в диапазоне 75-150 В? Напряжение сети 220 В (рис. 1.7.).

Ответ: нельзя.

 


1.11. Подберите реостат для регулирования напряжения приемника в диапазоне 75-150 В. Сопротивление приемника 100 Ом, а напряжение сети 220 В. Схема включения реостата представлена на рис. 1.7.

Ответ: Rр > 193,3 Ом, IНр > 1,5 А.


Метод узловых потенциалов