Добијте низок пристап до TINACloud за да ги уредите примерите или да креирате сопствени кола
Во претходното поглавје, видовме дека употребата на законите на Кирхоф за анализа на наизменични струјни кола не само што резултира со многу равенки (исто како и со еднонасочните кола), туку и (поради употребата на сложени броеви) двојно го зголемува бројот на непознати. За да се намали бројот на равенки и непознати, постојат уште два начина што можеме да ги користиме: јазол потенцијал и мрежна (јамка) струја методи. Единствената разлика од струјните кола е дека во случајот со AC, треба да работиме комплексни импеданси (или адмитанции) за пасивни елементи и комплексен врв или ефикасен (РМ) вредности за напони и струи.
Во ова поглавје ќе ги демонстрираме овие методи со два примери.
Прво да ја демонстрираме употребата на методот на потенцијали на јазли.
Пример 1
Најдете го амплитудата и фазниот агол на струјата i (t) ако R = 5 ом; L = 2 mH; C1 = 10 mF; C2 = 20 mF; f = 1 kHz; сS(t) = 10 cos wt V и iS(т) = кос wt A
Тука имаме само еден независен јазол, N1 со непознат потенцијал: j = vR = vL = vC2 = vIS . Најдобар метод е јазол потенцијален метод.
Рамномерната јазол:
Експрес jM од равенката:
Сега можеме да пресметаме јасM (сложената амплитуда на тековната i (t)):
Временската функција на струјата:
i (t) = 0.3038 cos (wt + 86.3°) A
Користење на TINA
om: = 2000 * pi;
V: = 10;
Е: = 1;
Sys fi
(fi-V) * j * om * C1 + fi * j * om * C2 + fi / j / om / L + fi / R1-Is = 0
end;
I: = (V-fi) * j * om * C1;
abs (I) = [303.7892m]
радиотод (arc (I)) = [86.1709]
увезете sympy како s, математика како m, cmath како c
cp= ламбда Z : „{:.4f}“.format(Z)
Реплус= ламбда R1, R2: R1*R2/(R1+R2)
om=2000*c.pi
V = 10
Е=1
#Имаме равенка што сакаме да ја решиме
#за фи:
#(fi-V)*j*om*C1+fi*j*om*C2+fi/j/om/L+fi/R1-Is=0
fi=s.symbols('fi')
sol=s.solve([(fi-V)*1j*om*C1+fi*1j*om*C2+fi/1j/om/L+fi/R1-Is],[fi])
fi= [комплекс(Z) за Z во сол.вредности()][0]
I=(V-fi)*1j*om*C1
печатење (“abs(I)=”,cp(abs(I)))
печатење („степени (фаза(I))“, cp(м.степени(в.фаза(I))))
Сега пример за методот на струја на мрежи
Најдете ја струјата на генераторот на напон V = 10 V, f = 1 kHz, R = 4 kohm, R2 = 2 kohm, C = 250 nF, L = 0.5 H, Јас = 10 mA, vS(t) = V cosw t, iS(т) = грешамw t
Иако повторно би можеле да го искористиме методот на јазол потенцијал со само еден непознат, решението ќе го покажеме со метод на струја на мрежа.
Ајде прво да ги пресметаме еквивалентните импеданси на Р.2, L (Z1) и R, C (Z2) да се поедностави работата:
Имаме две независни мрежи (јамки). Првиот е: vS, Z1 и Z2 и второ: iS и Z2. Насоката на струите на решетката е: I1 стрелките на часовникот, јас2 спротивно од стрелките на часовникот.
Двете мрежни равенки се: VS = J1* (Z1 + Z2) + Ј2*Z2 J2 = Јасs
Мора да користите сложени вредности за сите импеданси, напони и струи.
Двата извори се: В.S = 10 V; IS = -j * 0.01 А.
Ние го пресметуваме напонот во волти и импедансата во kohm така што ја добиваме струјата во mA.
Оттука:
j1(t) = 10.5 cos (w ×t -7.1°) mA
Решение од TINA:
Vs: = 10;
Е: = - j * 0.01;
om: = 2000 * pi;
Z1: = R2 * j * om * L / (R2 + j * om * L);
Z2: = R / (1 + j * om * R * C);
Сис I
Vs = I * (Z1 + Z2) + Е * Z2
end;
I = [10.406m-1.3003m * j]
abs (I) = [10.487m]
radtodeg (arc (I)) = [- 7.1224]
увезете sympy како s, математика како m, cmath како c
cp= ламбда Z : „{:.4f}“.format(Z)
Vs=10
Is=-1j*0.01
om=2000*c.pi
Z1=R2*1j*om*L/(R2+1j*om*L)
Z2=R/(1+1j*om*R*C)
#Имаме равенка што сакаме да ја решиме
#за јас:
#Vs=I*(Z1+Z2)+Is*Z2
I=s.symbols('јас')
sol=s.solve([I*(Z1+Z2)+Is*Z2-Vs],[I])
I=[комплекс(Z) за Z во сол.вредности()][0]
печатење („I =“, cp(I))
печатење (“abs(I)=”,cp(abs(I)))
печатење(„степени(фаза(I))=“,cp(м.степени(в.фаза(I))))
Конечно, да ги провериме резултатите користејќи TINA.