Новый подход к
моделированию полей
Языковые версии сайта:

>> >> >>

Анализ электрической цепи

В ELCUT есть возможность включения в расчётную модель электрической цепи. Цель данного примера проверить точность расчётов токов и напряжений в электрической цепи.

Тип задачи:
Плоско-параллельная задача магнитного поля переменных токов.

Геометрия:
Как отмечено ниже в разделе Решение, в данной задаче геометрия подсоединенной к цепи полевой модели не влияет на расчет цепи. Цепь имеет следующую схему:

Дано:
R = 20 Ом
XL = 10 Ом;
XC = 5 Ом;
Источник тока I = 4 А (действующее значение);
Источник напряжения V = 60 В (действующее значение);
Частота f = 50 Гц.

Задание:
Определить токи и напряжения в ветвях цепи и проверить выполнение баланса мощностей.

Решение:
ELCUT решает только связанные цепно-полевые задачи. В модель добавлен блок для расчета в нём магнитного поля. Блок не подключен к электрической цепи и на результат решения цепной задачи это не влияет. Все дальнейшие рассуждения и результаты относятся только к расчету цепи.

Полная мощность определяется как S = V * I' = P + i*Q,
где V - напряжение [В],
I' - сопряженный ток [A],
P - среднее значение активной мощности [Вт],
Q - реактивная мощность [В·Ар].

Результат:

Расчет мощности в источнике напряжения V.
S(V) = 60@30° * 10.58@(-79.1°) = 634.8@(-49.1°) = 415.6 - i*479.8 [B·A].

В таблице представлены действующие значения напряжений и токов, средние значения мощностей.

Напряжение U, В

Ток I, A

Активная мощность P, Вт

Реактивная мощность Q, В*Aр

ELCUT

Теория*

ELCUT

Теория*

ELCUT

Теория*

ELCUT

Теория*

R

80 @ 0°

80 @ 0°

4 @ 180°

4 @ 0°

320

320

0

0

L

105.8 @ 10.9°

105.8 @ 10.9°

10.58 @ 100.9°

10.58 @ -79.1°

0

0

1119.4

1119.4

C

52.9 @ 169.1°

52.9 @ -10.9°

10.58 @ 79.1°

10.58 @ 79.1°

0

0

-559.7

-559.7

V

60 @ 30°

60 @ 30°

10.58 @ -100.9°

10.58 @ 79.1°

415.6

415.6

-479.8

-479.8

I

185 @ 6.2°

185 @ 6.2°

4 @ 0°

4 @ 0°

-735.6

-735.6

-79.9

-79.9

Баланс мощностей

0

0

0

0

Видео.

View movie Смотреть онлайн на YouTube.

Download Загрузить файлы задачи circuit_ac_linear_r.zip.

*Mathematical Methods for Physicists. A Comprehensive Guide. 7th Edition. George Arfken, Hans Weber, Frank Harris. ISBN 978-0-12-384654-9. Страницы 973-978.

Сертификаты ELCUT по ГОСТ, СП, ИСО, СанПиН


Карта сайта