bài tập matlab và file thực hành

Hãy áp dụng chương trình matlab xác định các giá trị dòng điện trong mạch... Hãy xác định các giá trị hiệu dụng của điện áp URL, các thành phần UR và UL.. Hãy xác định công suất cung cấp

Bài 1: Cho mạch điện một chiều như hình vẽ với các tham số:

E1=100V; E3=90V

R1=12Ω; R2= 21Ω; R3=25Ω

Hãy áp dụng chương trình matlab xác định các giá trị dòng điện trong mạch

Giải:

Theo định luật Kirchoff, ta có hệ phương trình:

Ta có:

Thay số và ta được :

Từ (3) I3=-I1-I2 thay vào (2)

Ta co:

Từ (2) I2=

thay I2 vào (1) ta được kết quả:

Giả pt ta dc: :

Bài 2: Giải bài 1 với các tham số phức :

- e1=142+68*j (V); e2=176+137*j (V)

- Z 1 =12+27*j Ω

- Z 2 =9.8+14.6*j Ω

- Z 3 =8.3+17.5*j Ω

Giải:

Tương tự như bài 1 ta có hệ phương trình:

Taco:

Từ (3) I3=-I1-I2 thay vào (2)

Giải bình thường như bài 9.1 ta dc kết quả như sau:

Giải pt:

Bài 3: Hãy xác định dòng điện và công suất của mạch điện, biết điện áp

nguồn u(t)= 120 coswt (V) và phụ tải Z=3.75 520 Ω Vẽ đồ thị của các đại lượng

i(t)

Giải:

Biện độ dòng điện:

Im = Um/Z = 120/ 3.75 = 32 (A)

Giá trị dòng điện hiệu dụng:

• Ihd = = 22.627 (A).

+ u(t)

R 5.6 L 22.3m

Rsh 150m

Giá trị điện áp hiệu dụng:

• Uhd== 84.85 (V) Xác định góc phi:

µi = µu - µz = 00 – 520= -520

µ = µu-µi = 00 – (-520) = 520

Công suất tác dụng:

• P= Ihd *Uhd*cos(52 0 )=1182 (W) Công suất phản kháng:

• Q= Ihd *Uhd*sin(52 0 )=1513(Var) Công suất toàn phần:

• S=P+J*Q=1182+j*1513 (VA).

Bài 4:

i

uRL

u

usun

Nguồn điện xoay chiều u(t)=Umsin(wt+µu), tần số 50Hz được nối với điện trờ R=5.6Ω và cuộn dây L=22.3mH, điện trở shun Rsh=0.15Ω Hãy xác định các giá trị hiệu dụng của điện áp URL, các thành phần UR và UL

Vẽ đồ thị các đại lượng này

Ta có:

w=2*π*f=2*π*50= 100π (rad/s) Giá trị của điện trở kháng :

x=w*L=100π*22.3*10^-3= 7.006 (Ω)

Độ rơi điện áp trên điện trở shun:

Ushr=ish*R=1*5.6= 5.6 (V)

Độ rơi điện áp trên cuộn dây L:

Ushx=ish*x=1*7.006= 7.006 (V)

Độ rơi điện áp tổng:

Uz=Ushr+j*Ushx=5.6+j*7.006 (V)

Mô dul điện áp tổng:

(V) Giá tri hiệu dụng của điện áp tổng:

Giá tri hiệu dụng của điện áp trên R:

Giá tri hiệu dụng của điện áp trên L:

4.95 (V) Xác định góc phi:

µ= actan (Ushx/Ushr) = 51.360

Hàm biến thiên điện áp của điện trở R:

ur=Ushr*sin(w*t)=5.6 sin (100πt) (V) Hàm biến thiên điện áp của cuộn dây L:

ul=Ushx*sin(w*t+π/2)=7.006sin(100πt) (V) Hàm biến thiên điện áp trên điện trở shun

url=UmRL*sin(w*t + µ)= 8.96*sin(100πt+510) (V)

Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ với nguồn điện áp hình sin tần số 50

Hz u= Umsin(wt) V Hãy xác định các giá trị hiệu dụng của điện áp và

dòng điện chạy trong mạch, biết Um=250; R=15.6Ω và C=116.42 uF Vẽ

đồ thị biến thiên của điện áp

uR uC

u

i

Giải:

Ta có: =2 (rad/s)

Giá trị điện trở dung kháng:

Xc= = =27,34 Ω

Điện trở toàn phần :

Z= =31,5 Ω

Modum dòng điện:

Im= =7,94 A

Điện áp qua điện trở R:

UmR= Im R=123,88 V

Điện áp qua tụ điện C:

UmC= Im Xc =217,1 V

Giá trị hiệu dụng của dòng điện:

I= =5.6 A

Giá trị hiệu dụng của điện áp Ur:

Ur= = 87,6 V

Giá trị hiệu dụng của điện áp Uc:

Uc= =153,5 V

Bài 6: Hãy xác định dòng điện và công suất tác dụng trên đầu vào mạng

2 cực như hình dưới đây:Biết điện áp trên đầu vào là U = 24V, các giá trị điện dẫn tác dụng và phản kháng tương ứng là: G = 0,018 1/Ω và B =

0,0221 1/ Ω

Giải:

Giả thuyết U= 24V; G=0.018 ; B=0.022

Giá trị điện dẫn : Y= ==0.0284

Giá trị dòng điện I=U.Y=24 0.0284=0.6816 A

cos= =0.6338

Công suất: P=U.I cos=240.68160.6338=10.368 W

Bài 7: Giá trị hiệu dụng của điện áp trên đầu vào là U= 220 32 V Hãy

xác định các giá trị hiệu dụng của dòng điện chạy trong mạch, biết

C=115µF, R=3.5Ω, L= 210mH, tần số f=50Hz

Giải:

• W=2*pi*f=2*pi*50=100*pi.

• Zc=-j/(w*c)=-27.679*j.

• Zl=j*w*l=65.973*j.

Taco:

Từ (3) I3=I1-I2 thay vào (2)

Ta được:

Từ (1) I2

- Thay I2 vào (2) ta tính được.

Ketqua:

Giá trị modul của các dòng là :

Giá trị hiệu dụng của các dòng là :

Bài 8: Có hai nguồn điện e1 = 240 -12 V và e2 = 220 3.5 V được nối với nhau qua điện trở Z = 0.82 + j3.53 Ω Hãy xác định công suất cung cấp hoặc nhận bởi các nguồn và vẽ đồ thị biến đổi của chúng theo sự biến đổi của góc pha điện áp nguồn 1 từ -30÷30 độ

Giải:

Ta có:

e1 = 240 -12 V; e2 = 220 3.5 V

Z = 0.82 + j*3.53 Ω

Điện áp nguồn 1 chuyển sang phức:

U1= e1*cos µ1 + j*e1*sin µ1

= 240*cos(-12o) + j*240*sin(-12o) = 234.7 – j49.9 V

Điện áp nguồn 2 chuyển sang phức:

U2=e2*cos µ2 + j*e2*sin µ2

=220*cos(3.5) + j*220*sin(3.5) = 219.5 + j13.4 V Dòng điện từ nguồn 1

I12 = = -16,07 – j8.03 A

Dòng điện từ nguồn 2

I21 = -I12 =16.07 +j 8.03 A

Công suất từ nguồn 1

S1 = U1.I12* = -3.37 + j2.68 kva

P1 = -3.37 kW

Q1 = 2.68 kvar

Công suất từ nguồn 2

S2 = U2.I21* = 3.63 – j1.54 kva

P2 = 3.63 kW

Q2 = -1.54 kvar

Công suất tổng

P = 0.26 kw

Q = 1.14 kvar

S = P +jQ =0.26 + j1.14 KVA

Bài 9: Hãy xác định giá trị dòng điện chạy trong mạch, biết: e(t) =

12sin(wt) V; R = 48 kΩ; C = 0.0825 uF; Z = 8.25 + j24.6 kΩ f= 50 Hz Modun của điện áp là Em = 25 V

I3

I1 I2

Giải :

• E(t)= 12sin(wt) V = 12 V

• f=50 Hz ; w=2

• R= 48 k = 48000 Ω

• C=0.0825

• = -3853.0165j (Ω)

• Z=8.25+j24.6 kΩ =(8.25+j24.6) Ω

 Ta có hệ phương trình theo phương pháp mắc lưới :

•

 Giải hệ bằng cách phương pháp thế

• Rút thế vào ta được:

•

 Ta có các dòng điện cần tìm như sau:

•

Bài 10: Mạch điện ba pha với nguồn điện đối xứng điện áp U=380V

cung cấp cho hai phụ tải: phụ tải thứ nhất mắc theo hình sao điện trở mỗi pha la Zs=15+j34Ω; phụ tải thứ 2 mắc theo hình tam giác, điện trở mỗi pha là Ztg=30-j22Ω Điện trở của đường dây là Zd=2.3+j5.8Ω Hãy xác định

a) Dòng điện, công suất tác dụng và công suất phản kháng cấp đến từ nguồn

b) Điện áp dây tại đầu vào của phụ tải hỗn hợp

c) Dòng điện pha của mỗi phụ tải

d) Công suất tác dụng và phản kháng của tải và đường dây

U=380 V

Zd

Zs Zs Zs

Bài 11: Mạng điện ba pha đối xứng áp pha 220V, điện trở mỗi pha

Zs=1.6+j*4.3Ω, điện trở hỗ cảm giữa các pha Zm=j*4.15Ω Điện trở dây trung tính Zn=2.5+j*3.9 Hãy xác định dòng điện chạy trong các pha

Ua

Ub

Uc

Zn

N

Giải mạch theo định luật kirchhoff.

Ta có:

- Ua=380 0.

- Ub=380 -120.

- Uc=380 -240.

Thay các giá trị vào hpt ta được.

Thay số:

Giải hpt ta được kết quả :

Ia= 237.1139 -5.3559

Ib= 237.1087 -125.3551

Zs Zs Zs

Ic=237.1136 114.6456

Bài 12: Nguồn điện ba pha đối xứng 127V (hình vẽ) cung cấp cho phụ

tải đấu theo hình sao, trung tính cách ly Mỗi pha có điện trở Zs= 3.6+j*1.3Ω, điện trở hỗ cảm giữa các pha Zm=j*2.4Ω Hãy xác định dòng điện chạy trên các pha

Ua

Zm Ub

Uc

Bài 13: Cho mạch điện như hình vẽ, với điện áp không đối xứng:

120 100

Uabc= 130 -1400

Zs Zs Zs

97 1250

Ua

Zm

Ub

Uc

Phụ tải các pha là Zs= 3.6+j*1.3 Ω, và điện trở tương hỗ giữa các pha là Zm=j*2.4Ω Hãy xác định:

a) Ma trận điện trở của phụ tải Z012=A-1ZabcA

b) Các thành phần đối xứng của điện áp

c) Các thành phần đối xứng của dòng điện

d) Dòng điện pha của phụ tải

e) Công suất toàn phần cung cấp cho phụ tải dưới dạng các thành phần đối xứng

f) Công suất toàn phần cung cấp cho phụ tải dưới dạng công suất theo từng pha

Bài 14: Cho mạch điện RLC ( hình vẽ ) với các tham số L=1.25 H;

R=0.86 Ω, C=1.5 F Hãy xác định và vẽ đồ thị dòng điện trong mạch và điện áp trên tụ, biểu thị mối quan hệ giữa điện áp tụ và dòng điện trong

+ Us

Uc

L

khoản thời gian 15s kể từ khi đóng công tắc Biết thời điểm ban đầu dòng điện IL=0 và điện áp tại tụ Uc(0)=0.5V, điện áp nguồn Us=2.4V

i(t)

Giải:

=E (1)

Trong đó R.i (2)

(t)=L (3)

Ta có: i(t)= (4)

Thế (2) (3) (4) vào (1) ta được : R.i L+ E (5)

Đặt x= và y= i Khi đó ta được phương trình biểu thị mối quan hệ giữa điện áp tụ và dòng điện trong khoảng thời gian 15s kể từ khi đóng công tắc

Từ (4) suy ra x’=

Từ (5) suy ra y’=