Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan
Okay, ich habe seit einiger Zeit mit diesem Problem zu kämpfen und kann nicht herausfinden, wie ich es lösen kann.
Die Schaltung ist in Resonanz!
Ich habe versucht, es so zu lösen: P = (I1^2)*R1 + (I3^2) R2 = R (I1^2 + I3^2)
R = (P)/(I1^2 + I3^2)
Dann habe ich ein Zeigerdiagramm gezeichnet und I3 so gefunden:
I - I3 = quadrat(I1^2 - I2^2)
I3 = I - quadrat(I1^2 - I2^2)
Dann habe ich es in die erste Gleichung gesteckt und R gefunden und dann habe ich die Spannung wie folgt berechnet:
U = I3 * R
und dann war der Rest einfach, aber ich bekam die Antworten anders als im Buch. Die Lösungen im Buch sind C = 50 uF und L = 2,5 ml
Jedenfalls weiß ich nicht, welcher Teil meiner Argumentation falsch ist. Ich vermute, dass es dieser Teil ist: P = (I1^2)*R1 + (I3^2) R2 = R (I1^2 + I3^2) oder so, wie ich das Zeigerdiagramm gezeichnet habe: ( https://imgur. com/HZrbWWN )
Daher wäre jede Hilfe sehr willkommen.
Der Trick besteht darin, den Strom zu finden, der von den kombinierten Impedanzen von L1 || aufgenommen wird (C1 + R1). Sie sagen, es ist in Resonanz, aber die 3 Ampere durch C1 im Vergleich zu den 2 Ampere in L1 bedeuten eindeutig, dass "Resonanz" einen Null-Phasenwinkel des Gesamtstroms bedeuten muss und daher auch ein Null-Phasenwinkel des Stroms von L1||(C1 +R1).
Das kann es nicht bedeuten zum Beispiel.
Wir können den Phasenwinkel des Stroms durch C1 und R1 berechnen = 41,8 Grad. Das Zeigerdiagramm in Ihrer Frage scheint darauf anzuspielen.
Daraus folgt, dass der gemeinsame Strom, der von der Induktivität und dem kapazitiven/resistiven Pfad aufgenommen wird, ist = 2,24 Ampere. Dieser ist mit der Versorgung in Phase und wird auch mit dem Strom durch den Widerstand R2 in Phase sein.
Das bedeutet, dass der Strom durch R2 (I3) sein muss: -
I3 = 7,24 - 2,24 Ampere = 5 Ampere (bequem).
Dies ist I3 in Ihrem Diagramm und Sie wissen, dass I2 3 Ampere beträgt. Sie wissen auch, dass die Gesamtleistung 100 Watt beträgt, daher: -
Sie können jetzt die Netzspannung berechnen, vorausgesetzt, Sie kennen R3 = 2,941 Ohm und 5 Ampere fließen durch sie. Netzspannung = 14,71 Volt.
Bei dieser Spannung wissen Sie, dass die Reaktanz der Induktivität 14,71/2 beträgt. Eine Induktivität mit einer Reaktanz von 7,353 Ohm bei 5 kHz ist eine Induktivität von 234 uH.
Ich werde hier aufhören, weil Ihre Frage besagt, dass die Induktivität 2,5 "mL" beträgt (ich nehme an, Sie meinen mH) und mein Wert mehr als zehnmal niedriger ist. Welchen Wert hast du berechnet?
Alle sind sich einig, dass die Antwort im Buch falsch ist. Es gibt eine einfache Möglichkeit, die Lösung zu starten. Die Schaltung in Resonanz bedeutet, dass der Quellenstrom und die Spannung in Phase sind, wie in den Kommentaren angegeben. Leistung von der Quelle ist I*V1. Das bedeutet, dass V1 100/7,24 oder 13,81215 Volt beträgt. f=5kHz, also ω=2*5000*π oder 31416 rad/sec. L=V1/(I_2*ω), etwa 220 μH. Dies unterscheidet sich von der anderen Antwort und der Antwort in einem der Kommentare, aber wir haben alle die gleiche Größenordnung für L.
Alexander von Wernherr
Andi aka
LvW
Dangz1
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Guill