Решить задачу

Axon

Есть соединенные последовательно резистор, катушка индуктивности и конденастор в цепи переменного тока, сопротивления ихние R=40, Xl=60, Xc=30, напряжение питания 100В, действующее значение тока 2А. Найти полную мощность S.

Я вот не пойму, физик, который принимает экзамены, говорит что нужно тупо умножить ток на напряжение, хотя мне кажется что тут посложнее дело, сопротивления ж не просто так даны. Я так думаю что U*I - это только активная мощность т.е. 200Вт, но вот не пойму как найти тогда реактивную мощность, в википедии про реактивную мощность написано только то что оно связано с полной и круг замыкается.

Реклама

Enman

физик прав - полная мощность 200 ВА , а вот потом эта полная мощность состоит из активной и реактивной частей. Тут скрытый подтекст задачи в том - на какой ЧАСТОТЕ через цепь с заданными сопротивлениями сможет пойти ток 2 А при напряжении 100 В....я не считал, но, похоже эта частота существует...вот на этой частоте в цепи будет какой-то сдвиг фаз между током и напряжением, и по нему тогда уже можно сказать сколько активной мощности, а сколько реактивной.

Реклама

Goodefine

Тут скрытый подтекст...

S=2*100=200 ВА
P=2*2*40=160 Вт
Q=корень(200*200-160*160)=120 ВАр

Офигенно скрытый подтекст

Axon

Никакие частоты там не нужны.
Goodefine, благодарю, всё сходится.

Реклама

Enman

да, немножко проще с мощностями получилось...)))

Реклама

B@R5uk

Axon писал(а):
Есть соединенные последовательно резистор, катушка индуктивности и конденастор в цепи переменного тока, сопротивления ихние R=40, Xl=60, Xc=30, напряжение питания 100В, действующее значение тока 2А. Найти полную мощность S.
Я вот не пойму, физик, который принимает экзамены, говорит что нужно тупо умножить ток на напряжение...

Физик забыл сказать, что произведение U*I надо домножить на косинус разности фаз между U и I. То есть верная формула P=U*I*cos(phi). Либо вы сами забыли про это написать. Причём это будет средняя мощность за период, при условии, что U и I изменяются по синусоидальному закону. Далее

Axon писал(а):...Я так думаю что U*I - это только активная мощность т.е. 200Вт, но вот не пойму как найти тогда реактивную мощность...

Чушь! Формулу для мощности я привёл выше. Не бывает реактивной мощности. Есть мгновенная мощность и средняя за длительный промежуток времени (или за период в случае синусоидальных колебаний). В данном случае вся мощность будет выделяться только на сопротивлении, как единственном активном элементе. Кстати, для реактивных элементов цепи мгновенная мощность в разные моменты времени будет как положительной, так и отрицательной. Но это не значит, что идеальная катушка или конденсатор в одни моменты времени выделяет тепло, а в другие -- поглощает. На реактивных элементах мощность не выделяется в принципе. Далее

Есть соединенные последовательно резистор, катушка индуктивности и конденастор в цепи переменного тока, сопротивления ихние R=40, Xl=60, Xc=30, напряжение питания 100В, действующее значение тока 2А. Найти полную мощность S.

Видно, что исходные данные избыточны. При заданном импедансе цепи по току можно определить напряжение, а по напряжению -- ток. Поэтому надо проверить нет ли в исходных данных ошибки. Вспоминаем метод векторных диаграмм. Напряжения на индуктивности и конденсаторе, соответственно, Ul = 60Ω * 2А = 120 В и Uc = 30Ω * 2А = 60В, причём векторы этих напряжений направлены в противоположные стороны. Напряжение на сопротивлении Ur = 40Ω * 2A = 80В и направлено оно перпендикулярно напряжениям Ul и Uc, но сонаправлено с током, протекающем через все элементы цепи. Напряжение на всех элементах цепи будет гипотенузой прямоугольного треугольника с катетами 80В и 120В - 60В = 60В. Соответственно оно равно U = sqrt( (80В)^2 + (60В)^2 ) = 100В, то есть исходные избыточные данные верны.

Считаем выделающуюся мощность. Поскольку ток и напряжение Ur мы знаем (они кстати синфазны и cos=1), то мощность равна P = 80В * 2А = 160Вт. Но этот результат можно получить и по-другому, воспользовавшись приведённой выше формулой. Ток и напряжение заданы, осталось определить косинус разности фаз между током (или вектором Ur, так как они синфазны) и напряжением U, падающем на всей цепи. Этот косинус равен отношению прилежащего катета Ur к гипотенузе U (смотри всё тот же прямоугольный треугольник), то есть cos(phi) = 80В / 100В = 0,8. Сам угол нам не нужен. Зная косинус получаем мощность: 100В * 2А * 0,8 = 160Вт, то есть всё то же значение. Хочу заметить, что величина 200В∙А не имеет к задаче никакого отношения.

Реклама

Axon

B@R5uk писал(а):
Axon писал(а): Я вот не пойму, физик, который принимает экзамены, говорит что нужно тупо умножить ток на напряжение...
Физик забыл сказать, что произведение U*I надо домножить на косинус разности фаз между U и I. То есть верная формула P=U*I*cos(phi). Либо вы сами забыли про это написать. Причём это будет средняя мощность за период, при условии, что U и I изменяются по синусоидальному закону. Далее
Axon писал(а):...Я так думаю что U*I - это только активная мощность т.е. 200Вт, но вот не пойму как найти тогда реактивную мощность...
Чушь! Формулу для мощности я привёл выше. Не бывает реактивной мощности. Есть мгновенная мощность и средняя за длительный промежуток времени (или за период в случае синусоидальных колебаний). В данном случае вся мощность будет выделяться только на сопротивлении, как единственном активном элементе. Кстати, для реактивных элементов цепи мгновенная мощность в разные моменты времени будет как положительной, так и отрицательной. Но это не значит, что идеальная катушка или конденсатор в одни моменты времени выделяет тепло, а в другие -- поглощает. На реактивных элементах мощность не выделяется в принципе. Далее
Есть соединенные последовательно резистор, катушка индуктивности и конденастор в цепи переменного тока, сопротивления ихние R=40, Xl=60, Xc=30, напряжение питания 100В, действующее значение тока 2А. Найти полную мощность S.
Видно, что исходные данные избыточны. При заданном импедансе цепи по току можно определить напряжение, а по напряжению -- ток. Поэтому надо проверить нет ли в исходных данных ошибки. Вспоминаем метод векторных диаграмм. Напряжения на индуктивности и конденсаторе, соответственно, Ul = 60Ω * 2А = 120 В и Uc = 30Ω * 2А = 60В, причём векторы этих напряжений направлены в противоположные стороны. Напряжение на сопротивлении Ur = 40Ω * 2A = 80В и направлено оно перпендикулярно напряжениям Ul и Uc, но сонаправлено с током, протекающем через все элементы цепи. Напряжение на всех элементах цепи будет гипотенузой прямоугольного треугольника с катетами 80В и 120В - 60В = 60В. Соответственно оно равно U = sqrt( (80В)^2 + (60В)^2 ) = 100В, то есть исходные избыточные данные верны.

Считаем выделающуюся мощность. Поскольку ток и напряжение Ur мы знаем (они кстати синфазны и cos=1), то мощность равна P = 80В * 2А = 160Вт. Но этот результат можно получить и по-другому, воспользовавшись приведённой выше формулой. Ток и напряжение заданы, осталось определить косинус разности фаз между током (или вектором Ur, так как они синфазны) и напряжением U, падающем на всей цепи. Этот косинус равен отношению прилежащего катета Ur к гипотенузе U (смотри всё тот же прямоугольный треугольник), то есть cos(phi) = 80В / 100В = 0,8. Сам угол нам не нужен. Зная косинус получаем мощность: 100В * 2А * 0,8 = 160Вт, то есть всё то же значение. Хочу заметить, что величина 200В∙А не имеет к задаче никакого отношения.

Что-то вы чересчур много написали, там логически не может быть задачи такой сложности.
Вот фотка, если на украинском понимаете.

B@R5uk

В том то и дело, что никакой сложности. Если понимаешь, что происходит. Решение задачи: P = 2А^2 * 40Ω = 160 Вт.

Axon

B@R5uk писал(а):В том то и дело, что никакой сложности. Если понимаешь, что происходит. Решение задачи: P = 2А^2 * 40Ω = 160 Вт.

Так надо S найти.

B@R5uk

Можно почитать вот это и сказать, что я неправ. Но, на мой взгляд, там написана ересь какая-то. Введена куча каких-то астрактных математических велечин, которые не имеют никакого отношения к реальности. Если кто-то мне объяснит зачем нужна

Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока I в цепи и напряжения U на её зажимах: S = U×I...

то я буду очень благодарен.

Goodefine

B@R5uk писал(а): ...Не бывает реактивной мощности...

Собственно, после этого перла, дальше можно не читать...

B@R5uk

Goodefine писал(а):Собственно, после этого перла, дальше можно не читать...

Но почему же? Поняв, что человек думает, можно понять где он ошибается и попытаться это ему объяснить. Я -- человек вроде бы адекватный, готов признать свои ошибки, если мне их доходчиво объяснят. Хотя, впрочем, по этому поводу уже никому не надо напрягаться, потому что я нагуглил небольшой ликбез.
Основное моё заблуждение -- не знание терминов (мгновенная, активная, реактивная и полная мощности) и неосознавание того факта, что мгновенная мощность (энергия в еденицу времени) тратится не только на нагрев активных элементов цепи (или совершение полезной работы), но и на запасение энергии в реактивных элементах (которая в другие полупериоды возвращается назад в источник).
В итоге получается, что физик был прав. Решение задачи: S = 100В * 2А = 200ВА.

Goodefine

B@R5uk писал(а):...впрочем, по этому поводу уже никому не надо напрягаться, потому что я нагуглил небольшой ликбез.
Основное моё заблуждение....

Это радует. Совершенно без иронии говорю. Последнее время на форуме завелось несколько неадекватных тем, в которых некоторые товарищи ниспровергают фундаментальные законы, поэтому подобные заявления волей-неволей начинаешь воспринимать настороженно. В вашем случае это оказалось не так... Респект!

B@R5uk

Спасибо. В любом случае, чтобы самому лучше понять предмет, надо попытаться его кому-нибудь объяснить. =)))

candoliza

подскажите пожалуйста, что не так при расчете параметрического стабилизатора. оговорюсь, что в схеме этой нет ошибок в подборе элементов и она рабочая. мне надо расчитать ее, но не получается.

первая непонятная ситуация возникла с током базы: получается отрицательным.
и второй вопрос про напряжение на выходе. оно верно определено?

https://picasaweb.google.com/lh/photo/I ... directlink

Enman

Uвых=13-0,6=12,4......сумма тока стабилитрона и тока базы равна 3,6 мА.....а какой ток базы - это зависит от нагрузки тока эмиттера)...

candoliza

скажите, а почему минус?
*поняла

candoliza

не могу понять, как посчитать ток который будет на входе 16 этой микросхемы (к142ен1б):

https://picasaweb.google.com/lh/photo/G ... directlink

она питается от параметрического стабилизатора, схему которого я приводила выше. его выходное напряжение, как мы определили - 12,4 В.
при этом я знаю ток эмиттера регулирующего транзистора (вывод 13 мксхемы) - 50мА.

параметры, которые приводятся в описании мксхемы - диапазон входного напряжения, выходного, максимальный ток нагрузки, минимальное падение напряжения на регулирующем транзисторе.

AudioKiller

Народ, кто там пишет, что реактивной мощности не существует? Поясняю:
1. Мощность - это энергия, деленная на время.
2. Реактивная энергия - это энергия, запасаемая в катушке в виде магнитного поля, и в конденсаторе в виде электрического поля (энергия временно запасается, а потом возвращается обратно в цепь).
3. Реактивная мощность Q=U*I*sin(фи) - это отношение запасасемой полями энергии ко времени.

Про реактивную мощность говорить, что она "выделяется" не совсем корректно, но принято - иначе кратко никак не скажешь...

candoliza

ответьте пожалуйста на вопрос!