Подкорректируйте, пожалуйста, текст вопроса следующим образом: В сеть трехфазного тока с напряжением Uл=220

Подкорректируйте, пожалуйста, текст вопроса следующим образом:

В сеть трехфазного тока с напряжением Uл=220 В и частотой f=50 Гц подключается равномерная индуктивная нагрузка, которая соединена по схеме "треугольник" и имеет полное сопротивление фазы Z=26 Ом и коэффициент мощности cos φ=0,5. Необходимо определить действующие значения фазового и линейного тока, индуктивность катушек и их активное сопротивление, а также полную потребляемую мощность нагрузки. Также, определите эти же величины, если нагрузка подключена по схеме "звезда".
Oksana

Oksana

В сеть трехфазного тока с напряжением \(U_{\text{л}} = 220\) В и частотой \(f = 50\) Гц подключается равномерная индуктивная нагрузка, которая соединена по схеме "треугольник" и имеет полное сопротивление фазы \(Z = 26\) Ом и коэффициент мощности \(\cos \varphi = 0,5\).

Для начала рассчитаем фазовое и линейное сопротивление нагрузки. Фазовое сопротивление \(Z_{\text{ф}}\) можно найти по следующей формуле:

\[Z_{\text{ф}} = \frac{Z}{\sqrt{3}}\]

Подставляя значения, получаем:

\[Z_{\text{ф}} = \frac{26}{\sqrt{3}} \approx 15,00 \, \text{Ом}\]

Далее, по определению коэффициента мощности:

\[\cos \varphi = \frac{P}{S}\]

где \(P\) - активная мощность, \(S\) - полная мощность. Мы знаем, что \(\cos \varphi = 0,5\), поэтому:

\[0,5 = \frac{P}{S}\]

Так как \(P = U_{\text{л}} \cdot I_{\text{ф}} \cdot \cos \varphi\), где \(I_{\text{ф}}\) - фазовый ток, зная, что \(U_{\text{л}} = 220\) В, подставляем значения:

\[0,5 = \frac{220 \cdot I_{\text{ф}} \cdot \cos \varphi}{S}\]

Отсюда можно выразить полную мощность:

\[S = \frac{220 \cdot I_{\text{ф}} \cdot \cos \varphi}{0,5} \quad \Rightarrow \quad S = 440 \cdot I_{\text{ф}} \cdot \cos \varphi \, \text{вольт-ампер}\]

Теперь рассчитаем действующие значения фазового и линейного тока. Фазовый ток можно найти по формуле:

\[I_{\text{ф}} = \frac{U_{\text{л}}}{\sqrt{3} \cdot Z_{\text{ф}}}\]

Подставляем значения:

\[I_{\text{ф}} = \frac{220}{\sqrt{3} \cdot 15} \approx 5,04 \, \text{А}\]

Линейный ток \(I_{\text{л}}\) в трехфазной системе равен \(\sqrt{3}\) раза больше фазового тока:

\[I_{\text{л}} = \sqrt{3} \cdot I_{\text{ф}}\]

\[I_{\text{л}} = \sqrt{3} \cdot 5,04 \approx 8,74 \, \text{А}\]

Теперь перейдем к определению индуктивности катушек и их активного сопротивления (реактивной составляющей импеданса). Мы знаем, что \(\mathrm{Im}(Z_{\text{ф}}) = X_{\text{ф}}\), где \(X_{\text{ф}}\) - реактивное сопротивление фазы. Тогда индуктивность катушек можем выразить через реактивное сопротивление:

\[L_{\text{ф}} = \frac{X_{\text{ф}}}{2\pi f}\]

Подставим значения:

\[L_{\text{ф}} = \frac{15}{2\pi \cdot 50} \approx 0,095 \, \text{Гн}\]

Активное сопротивление (резистивная составляющая импеданса) можно найти используя формулу:

\[R_{\text{ф}} = \sqrt{Z_{\text{ф}}^2 - X_{\text{ф}}^2}\]

Подсчитаем:

\[R_{\text{ф}} = \sqrt{15^2 - 15^2} = 0\]

Таким образом, активное сопротивление равно нулю.

Чтобы определить полную потребляемую мощность нагрузки, воспользуемся формулой:

\[P_{\text{полн}} = 3 \cdot U_{\text{л}} \cdot I_{\text{л}} \cdot \cos \varphi\]

Подставляем значения:

\[P_{\text{полн}} = 3 \cdot 220 \cdot 8,74 \cdot 0,5 \approx 2872 \, \text{Вт}\]

Теперь перейдем к подключению нагрузки по схеме "звезда". В этом случае, фазовое сопротивление останется таким же, но фазовый ток будет отличаться. Фазовый ток \(I_{\text{ф}}"\) в такой схеме можно подсчитать по формуле:

\[I_{\text{ф}}" = \frac{U_{\text{л}}}{Z_{\text{ф}}}\]

Подставляем значения:

\[I_{\text{ф}}" = \frac{220}{26} \approx 8,46 \, \text{А}\]

Линейный ток \(I_{\text{л}}"\), как и в случае схемы "треугольник", будет равен \(\sqrt{3}\) раза больше фазового тока:

\[I_{\text{л}}" = \sqrt{3} \cdot I_{\text{ф}}"\]

\[I_{\text{л}}" = \sqrt{3} \cdot 8,46 \approx 14,64 \, \text{А}\]

Индуктивность катушек и активное сопротивление останутся такими же, как и в схеме "треугольник".

Итак, при подключении нагрузки по схеме "треугольник" действующие значения фазового и линейного тока равны соответственно 5,04 А и 8,74 А. Индуктивность катушек составляет около 0,095 Гн, а активное сопротивление равно нулю. Полная потребляемая мощность нагрузки составляет приблизительно 2872 Вт.

При подключении нагрузки по схеме "звезда" действующие значения фазового и линейного тока равны соответственно 8,46 А и 14,64 А. Индуктивность катушек и активное сопротивление остаются такими же, как и в схеме "треугольник".

Надеюсь, данное пошаговое решение помогло вам разобраться с данной задачей. Если у вас возникнут дополнительные вопросы или требуется дополнительное объяснение, пожалуйста, обратитесь.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello