bài tập matlab và file thực hành

Bài 1: Cho mạch điện chiều hình vẽ với tham số: E1=100V; E3=90V R1=12Ω; R2= 21Ω; R3=25Ω Hãy áp dụng chương trình matlab xác định giá trị dòng điện mạch Giải: Theo định luật Kirchoff, ta có hệ phương trình: Ta có: Thay số ta : Từ (3) I3=-I1-I2 thay vào (2) Ta co: Từ (2) I2= thay I2 vào (1) ta kết quả: Giả pt ta dc: : Bài 2: Giải với tham số phức : - e1=142+68*j (V); e2=176+137*j (V) - Z1=12+27*j Ω Z2=9.8+14.6*j Ω Z3=8.3+17.5*j Ω - Giải: Tương tự ta có hệ phương trình: Taco: Từ (3) I3=-I1-I2 thay vào (2) Giải bình thường 9.1 ta dc kết sau: Giải pt: Bài 3: Hãy xác định dòng điện công suất mạch điện, biết điện áp nguồn u(t)= 120 coswt (V) phụ tải Z=3.75 520 Ω Vẽ đồ thị đại lượng 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) Z + i(t) 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(520)=1182 (W) Công suất phản kháng: • Q= Ihd *Uhd*sin(520)=1513(Var) Công suất toàn phần: • S=P+J*Q=1182+j*1513 (VA) Bài 4: i L 22.3m R 5.6 uRL u Rsh 150m usun Nguồn điện xoay chiều u(t)=Umsin(wt+µu), tần số 50Hz nối với điện trờ R=5.6Ω cuộn dây L=22.3mH, điện trở shun Rsh=0.15Ω Hãy xác định giá trị hiệu dụng điện áp U RL, thành phần UR UL Vẽ đồ thị đại lượng Giải: Ta có: w=2*π*f=2*π*50= 100π (rad/s) Giá trị điện trở kháng : x=w*L=100π*22.3*10^-3= 7.006 (Ω) Độ rơi điện áp điện trở shun: Ushr=ish*R=1*5.6= 5.6 (V) Độ rơi điện áp 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 điện áp tổng: Giá tri hiệu dụng điện áp R: Giá tri hiệu dụng điện áp L: 4.95 (V) Xác định góc phi: µ= actan (Ushx/Ushr) = 51.360 Hàm biến thiên điện áp điện trở R: ur=Ushr*sin(w*t)=5.6 sin (100πt) (V) Hàm biến thiên điện áp cuộn dây L: ul=Ushx*sin(w*t+π/2)=7.006sin(100πt) (V) Hàm biến thiên điện áp điện trở shun url=UmRL*sin(w*t + µ)= 8.96*sin(100πt+510) (V) Bài 5: Cho mạch điện hình vẽ với nguồn điện áp hình sin tần số 50 Hz u= Umsin(wt) V Hãy xác định giá trị hiệu dụng điện áp dòng điện chạy mạch, biết Um=250; R=15.6Ω C=116.42 uF Vẽ đồ thị biến thiên 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 dòng điện: I= =5.6 A Giá trị hiệu dụng điện áp Ur: Ur= = 87,6 V Giá trị hiệu dụng điện áp Uc: Uc= =153,5 V Bài 6: Hãy xác định dòng điện công suất tác dụng đầu vào mạng cực hình đây:Biết điện áp đầu vào U = 24V, giá trị điện dẫn tác dụng phản kháng tương ứng là: G = 0,018 1/Ω 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 điện áp đầu vào U= 220 32 V Hãy xác định giá trị hiệu dụng dòng điện chạy 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 Ketqua: Giá trị modul dòng : Giá trị hiệu dụng dòng : Bài 8: Có hai nguồn điện e1 = 240 -12 V e2 = 220 3.5 V nối với qua điện trở Z = 0.82 + j3.53 Ω Hãy xác định công suất cung cấp nhận nguồn vẽ đồ thị biến đổi chúng theo biến đổi góc pha điện áp nguồn 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 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 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 I12 = = -16,07 – j8.03 A Dòng điện từ nguồn I21 = -I12 =16.07 +j 8.03 A Công suất từ nguồn S1 = U1.I12* = -3.37 + j2.68 kva P1 = -3.37 kW Q1 = 2.68 kvar Công suất từ nguồn 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 mạch, biết: e(t) = 12sin(wt) V; R = 48 kΩ; C = 0.0825 uF; Z = 8.25 + j24.6 kΩ f= 50 Hz Modun điện áp Em = 25 V I3 I1 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 cách phương pháp Rút vào ta được:  Ta có dòng điện cần tìm sau:  • • I2 Bài 10: Mạch điện ba pha với nguồn điện đối xứng điện áp U=380V cung cấp cho hai phụ tải: phụ tải thứ mắc theo hình điện trở pha la Zs=15+j34Ω; phụ tải thứ mắc theo hình tam giác, điện trở pha Ztg=30-j22Ω Điện trở đường dây Zd=2.3+j5.8Ω Hãy xác định a) Dòng điện, công suất tác dụng công suất phản kháng cấp đến từ nguồn b) Điện áp dây đầu vào phụ tải hỗn hợp c) Dòng điện pha phụ tải d) Công suất tác dụng phản kháng tải đường dây Zd Zs U=380 V Bài 11: Mạng điện ba pha đối xứng áp pha 220V, điện trở pha Zs=1.6+j*4.3Ω, điện trở hỗ cảm pha Zm=j*4.15Ω Điện trở dây trung tính Zn=2.5+j*3.9 Hãy xác định dòng điện chạy pha Zs Ua Zs Ub Uc Zs Zn N Giải mạch theo định luật kirchhoff Ta có: - Ua=380 - Ub=380 -120 - Uc=380 -240 Thay giá trị vào hpt ta Thay số: Giải hpt ta kết : Ia= 237.1139 -5.3559 Ib= 237.1087 -125.3551 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 pha Zm=j*2.4Ω Hãy xác định dòng điện chạy pha Zs Ua Zs Zm Ub Uc Zs Bài 13: Cho mạch điện hình vẽ, với điện áp không đối xứng: 120 100 Uabc= 130 -1400 97 1250 Ua Ub Uc Zs Zs Zm Zs Phụ tải pha Zs= 3.6+j*1.3 Ω, điện trở tương hỗ pha Zm=j*2.4Ω Hãy xác định: a) b) c) d) e) f) Ma trận điện trở phụ tải Z012=A-1ZabcA Các thành phần đối xứng điện áp Các thành phần đối xứng dòng điện Dòng điện pha phụ tải Công suất toàn phần cung cấp cho phụ tải dạng thành phần đối xứng Công suất toàn phần cung cấp cho phụ tải dạng công suất theo pha Bài 14: Cho mạch điện RLC ( hình vẽ ) với tham số L=1.25 H; R=0.86 Ω, C=1.5 F Hãy xác định vẽ đồ thị dòng điện mạch điện áp tụ, biểu thị mối quan hệ điện áp tụ dòng điện khoản thời gian 15s kể từ đóng công tắc Biết thời điểm ban đầu dòng điện IL=0 điện áp tụ Uc(0)=0.5V, điện áp nguồn Us=2.4V Uc Us R + i(t) Giải: L =E (1) Trong R.i (2) (t)=L Ta có: i(t)= (3) (4) Thế (2) (3) (4) vào (1) ta : R.i L+ E (5) Đặt x= y= i Khi ta phương trình biểu thị mối quan hệ điện áp tụ dòng điện khoảng thời gian 15s kể từ đóng công tắc Từ (4) suy x’= Từ (5) suy y’= ... 87,6 V Giá trị hiệu dụng điện áp Uc: Uc= =153,5 V Bài 6: Hãy xác định dòng điện công suất tác dụng đầu vào mạng cực hình đây:Biết điện áp đầu vào U = 24V, giá trị điện dẫn tác dụng phản kháng... 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 Ketqua: Giá trị modul dòng : Giá trị hiệu dụng dòng : Bài 8: Có hai nguồn điện e1 = 240 -12 V e2... trở phụ tải Z012=A-1ZabcA Các thành phần đối xứng điện áp Các thành phần đối xứng dòng điện Dòng điện pha phụ tải Công suất toàn phần cung cấp cho phụ tải dạng thành phần đối xứng Công suất toàn