male
1. Найдем емкостное сопротивление Xc:
Xc=1/(2πfC), где
f - заданная частота сети, Гц;
С - емкость конденсатора, Ф;
π - число "Pi"
Xc=1/(2*3. 14*50*100*10⁻⁶)=31. 8 (Ом)
2. Найдем полное сопротивление второй ветви Z₂:
Z₂=√(R₂²+(XL-Xc)²);
Z₂=√(15²+31. 8²)=35 (Ом)
3. Найдем угол сдвига между активной и емкостной составляющей сопротивления Z₂:
tg φ=Xc/R₂; tg φ=31. 8/15=2. 12; φ=arctg 2. 12≈65°;
4. Найдем величину (модуль) напряжения U:
U=I₁*R₁; U=2. 5*30=75 (В)
5. Найдем величину (модуль) тока во второй ветви I₂:
I₂=U/Z₂; I₂=75/35=2. 1 (A)
6. Найдем сумму токов первой и второй ветви I₁ + I₂:
т. к. во второй ветви ток I₂ сдвинут по фазе относительно напряжения (а значит и тока I₁, т. к. ток I₁ совпадает по фазе с напряжением U) на угол ≈65°, то сумму токов I₁ + I₂ будем искать, как векторную сумму.
Применим теорему косинусов (учтя, что угол между векторами токов при сложении по правилу паралеллограмма равен 180-φ. См. Векторную Диаграмму).
I=√(I₁²+I₂²-2*I₁*I₂*cos (180-φ));
I=√(2. 5²+2. 1²-2*2. 5*2. 1*cos(180-65)=√(6. 25+4. 41-10*(-0. 42)=3. 85 (А)
7. Показания ваттметра.
Смотрим на ВД. Угол между общим током I и напряжением U равен (опять из паралеллограмма) φ/2
P=U*I=cos φ; P=75*3. 85*cos(65/2)°=243 (Вт)
8. Строим Векторную Диаграмму:
I₁=2. 5 A
активная составляющая ток второй ветви:
I₂_a=2. 1*cos 65=0. 89 A
реактивная (емкостная) составляющая тока второй ветви:
I₂_p=2. 1*sin 65=1. 9 A
Vickie Gray