Конденсатор и последовательно включенный с ним резистор подключены к источнику переменного тока с частотой f = 250 Гц. Действующие значения тока и напряжения равны соответственно 800 мА и 36 В. Реактивная мощность Q = -18,5 вар. Определить сопротивление резистора, емкость конденсатора, полную и активную мощности цепи. Построить векторную диаграмму.
Реактивная мощность Q = UIsin(φ), где U - напряжение, I - ток, φ - угол между напряжением и током.Активная мощность P = UIcos(φ).Полная мощность S = U*I.Сопротивление резистора R = U/I.Ёмкость конденсатора C = 1/(2πfXc), где Xc - реактивное сопротивление конденсатора.
Из условия задачи известно: U = 36 В, I = 800 мА = 0,8 А, f = 250 Гц, Q = -18,5 вар.
Теперь вычислим активную и полную мощности: P = UIcos(φ) = 360,8cos(-42,39) ≈ 25,87 Вт S = UI = 360,8 = 28,8 ВА
Вычислим сопротивление резистора: R = U/I = 36/0,8 = 45 Ом
И наконец, вычислим ёмкость конденсатора: Xc = U/Isin(φ) = 36/0,8sin(-42,39) ≈ -25,66 Ом C = 1/(2πfXc) = 1/(2π250(-25,66)) ≈ 2,46 мкФ
Таким образом, ответы на задачу: Сопротивление резистора R = 45 Ом Ёмкость конденсатора C ≈ 2,46 мкФ Полная мощность цепи S = 28,8 ВА Активная мощность цепи P ≈ 25,87 Вт
Для построения векторной диаграммы нарисуем вектор напряжения U горизонтально, а вектор тока I под углом φ к напряжению U. Векторный треугольник состоит из U (36 В), I (0,8 А) и реактивного сопротивления конденсатора (-25,66 Ом). Полученный результат соответствует условиям задачи.
Для решения задачи используем следующие формулы:
Реактивная мощность Q = UIsin(φ), где U - напряжение, I - ток, φ - угол между напряжением и током.Активная мощность P = UIcos(φ).Полная мощность S = U*I.Сопротивление резистора R = U/I.Ёмкость конденсатора C = 1/(2πfXc), где Xc - реактивное сопротивление конденсатора.Из условия задачи известно:
U = 36 В, I = 800 мА = 0,8 А, f = 250 Гц, Q = -18,5 вар.
Вычислим φ:
Q = UIsin(φ)
-18,5 = 360,8sin(φ)
sin(φ) = -18,5/(36*0,8) ≈ -0,677
φ = arcsin(-0,677) ≈ -42,39 градуса
Теперь вычислим активную и полную мощности:
P = UIcos(φ) = 360,8cos(-42,39) ≈ 25,87 Вт
S = UI = 360,8 = 28,8 ВА
Вычислим сопротивление резистора:
R = U/I = 36/0,8 = 45 Ом
И наконец, вычислим ёмкость конденсатора:
Xc = U/Isin(φ) = 36/0,8sin(-42,39) ≈ -25,66 Ом
C = 1/(2πfXc) = 1/(2π250(-25,66)) ≈ 2,46 мкФ
Таким образом, ответы на задачу:
Сопротивление резистора R = 45 Ом
Ёмкость конденсатора C ≈ 2,46 мкФ
Полная мощность цепи S = 28,8 ВА
Активная мощность цепи P ≈ 25,87 Вт
Для построения векторной диаграммы нарисуем вектор напряжения U горизонтально, а вектор тока I под углом φ к напряжению U. Векторный треугольник состоит из U (36 В), I (0,8 А) и реактивного сопротивления конденсатора (-25,66 Ом). Полученный результат соответствует условиям задачи.