Berechnung des Stroms eines Wechselstromkreises

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Mein Ziel ist es, den Strom i(t) oben in der rechten Ecke zu berechnen. Mit der Formel

Z T Ö T A l = ( U ICH ) , ICH = ( U Z T Ö T A l )

Angegebene Werte sind

R 1 = 1 k Ω ,   R 2 = 0,5 k Ω ,   R 3 = 0,4 k Ω ,   C 1 = 1 μ F , C 2 = 1 μ F ,   L 1 = 2 H ,   e ( T ) = 10 S ich N ( 1000 T ) ,   ω = 1000
Die Innenimpedanz der Quelle ist
Z ich = 10 e J π / 4 k Ω

Ich beginne mit der parallelen Verbindung zwischen

Z R 2 / / Z C 1 = ( Z R 2 Z C 1 Z R 2 + Z C 1 ) =   ( 500 ( 1 0,001 J ) 500 + ( 1 0,001 J ) ) = 400 + 200 J

Zgesamt:

Z T Ö T A l = Z R 1 + Z R 2 / / Z C 1 + Z C 2 + Z R 3 + Z L 1 + Z ich
Ich bin mir nicht sicher, ob die interne Impedanz der Quelle Z (i) zur Gesamtimpedanz hinzugefügt werden soll, als ob sie mit den übrigen Impedanzen in Reihe geschaltet wäre? Wenn ja bekomme ich folgendes.

Z T Ö T A l = 1000 + ( 400 + 200 J ) 1000 J + 400 + 2000 J + 10 × 1000 ( cos ( π / 4 ) + J Sünde ( π / 4 )
= ( 1000 + 5000 2 ) + J ( 1200 + 5000 2 )

Jetzt verwende ich die obige Formel, da der Strom von + nach - geht, bekomme ich eine negative Spannung.

ICH = ( U Z T Ö T A l ) = ( 10 ( 1000 + 5000 2 ) + J ( 1200 + 5000 2 ) )
= 0,000865 e J 0,007976
= 0,000865 Sünde ( 1000 T 0,007976 )
Ist das sinnvoll?

Antworten (1)

Was auch immer Sie getan haben, ist richtig, außer im letzten Schritt.

Der Strom fließt vom +ve-Anschluss zum -ve-Anschluss und der Strom ich ( T ) im Schaltplan markiert ist in die gleiche Richtung. Die zu berücksichtigende Spannung ist also +U. Dadurch ändert sich der Phasenwinkel um π . dh.,

ICH = ( U Z T Ö T A l ) = ( 10 ( 1000 + 5000 2 ) + J ( 1200 + 5000 2 ) )
= 0,000865 e J ( 0,007976 + π )
= 0,000865 Sünde ( 1000 T 0,007976 π )

Der Wechselstrom durch die Schaltung wird eine Sinuskurve mit der gleichen Frequenz wie die Spannungsquelle sein, phasenverschoben (Verzögerung). 0,007976 + π und Spitzenwert von 0,865 M A .

Da der Stromkreis reaktive Elemente enthält, hat der Strom eine Phasendifferenz zur Spannung. Das macht also absolut Sinn.