oe 2 zbirka zadataka s rješenjima.pdf

137

Click here to load reader

Upload: majki2901

Post on 01-Jan-2016

746 views

Category:

Documents


75 download

DESCRIPTION

Zadatci za OE2 na TVZ-u,sadrži postupak rješavanja,jako korisni zadatci za učenje metoda rješavanja električnih shema.Sva prava zadržava autor.

TRANSCRIPT

  • Veselko Tomljenovi

    OSNOVE ELEKTROTEHNIKE 2

    ZBIRKA RJEENJA

    Udbenici Tehnikog veleuilita u Zagrebu Manualia polytechnici studiorum Zagrabiensis

    Zagreb, 2009. godine

    i

    1998

  • ii

    Manualia polytechnici studiorum Zagrabiensis (Udbenici Tehnikog veleuilita u Zagrebu)

    Recenzenti:

    Prof. dr. sc. Kemal Hot, dipl. ing. Prof. dr. sc. Stjepan tefanko, dipl. ing. Prof. dr. sc. Zvonimir Valkovi, dipl. ing.

    Crtei i prijepis:

    Nikola Vodopijak i Matija Cvetkovi

    Objavljivanje ovih skripata odobrilo je Struno vijee Tehnikog veleuilita u Zagrebu Odlukom br. 767-4/09 od 20. sijenja 2009. godine.

  • iii

    PREDGOVOR

    Izlaskom udbenika Osnove Elektrotehnike II profesora dr.sc. Branislava Kuzmanovia, koji osim rijeenih primjera sadri i niz zadataka za vjebu, pokazala se potreba da te zadatke rijeim. Naime, na konzultacije su mi dolazili studenti koji bi negdje u izradi zadataka zapeli i traili bi pomo. Da ne bih vie puta rjeavao uvijek iznova iste zadatke, uinilo mi se da je bolje da ih rijeim sve. Takva rjeenja u rukopisu sam dao kolegama asistentima da ih pogledaju i ukau na eventualne greke. Meutim, interes studenata je bio tako velik da je ta prva verzija rjeenja procurila i od tada se puno kopirala i koristila. U meuvremenu sam neka rjeenja popravio i ispravio uoene greke, te sam ovu zbirku rjeenja koristio na auditornim vjebama.

    Mislim da e ova zbirka rjeenja olakati mnogim studentima svladavanje gradiva, jer je korisno imati uvid u to kako je mogue pristupiti pojedinim problemima. Ne tvrdim da su svi zadaci rijeeni na najbolji mogui i najelegantniji nain. Stoga pozivam studente da ove zadatke pokuaju rijeiti i nekako drugaije, svojim vlastitim pristupom. Rado bih da mi takve primjere, kao i mjesta gdje mi se potkrala eventualna pogreka, poalju elektronikom potom na adresu [email protected] . Kad se ovi zadaci koriste na auditornim vjebama za ilustraciju gradiva, onda uz ovaj tekst treba jo mnogo toga komentirati i objasniti, to nije moglo biti napisano u rjeenjima radi preglednosti i saetosti. Potrebno je npr. raspraviti neke druge mogunosti rjeavanja pojedinog zadatka. Stoga ovu zbirku rjeenja ne bi bilo dobro shvatiti kao ispriku za nepohaanje auditornih vjebi.

    Jako je vano da rad studenata ne zastane tek na prouavanju tuih (i ovih mojih) rjeenja. Neophodno je da se osposobe samostalno rjeavati zadatke odgovarajue teine i sloenosti. U tome e im pomoi i druge zbirke zadataka koje preporuujem u literaturi.

    Treba istai da su ovoj publikaciji svojim radom na predmetu doprinijeli i drugi sadanji i prijanji djelatnici ove ustanove svojim zadacima na pismenim ispitima.

    Zahvaljujem se recenzentima prof. dr. sc. Kemalu Hotu, prof. dr. sc. Stjepanu tefanku i prof. dr. sc. Zvonimiru Valkoviu koji su mi dali vrlo korisne prijedloge i savjete. Ugodna mi je dunost zahvaliti se studentima Nikoli Vodopijku i Matiji Cvetkoviu koji su vrlo uspjeno pripremili slike i prepisali tekst.

    Zagreb, 2009.

    Mr. sc. Veselko Tomljenovi

  • iv

    Sadraj:

    1. Osnovni zakoni, elementi i parametri elektrinih krugova 1

    2. Rjeavanje mrea u vremenskoj domeni 13

    3. Prikazivanje sinusnih veliina pomou fazora 25

    4. Rjeavanje mrea u frekvencijskoj domeni pomou fazora 33

    5. Elektrina snaga 41

    6. Metode pretvorbe. Fazorski, topografski i locus dijagrami 43

    7. Rezonancija 59

    8. Metode i teoremi linearnih elektrinih mrea 68

    9. Viefazni sustav izmjeninih struja 83

    10. Proraun mrea s nesinusnim periodikim valnim oblicima 92

    11. Linearne mree izmjenine struje s meuinduktivnim vezama 106

    12. Mree izmjenine struje s feromagnetskim elementima 124

    Literatura 133

  • 1

    1. Osnovni zakoni, elementi i parametri elektrinih krugova

    1.1. Kroz otpor R = 10 tee struja valnog oblika kao na slici. Odredite napon u, snagu p, radnu snagu P te efektivnu i srednju vrijednost struje.

    a) 10 t ms

    50105 === Riu V 250550 === iup W

    b) 31 t ms

    00

    =

    =

    pu

    ====DT

    sr DIdtITI

    000 67,153

    11 A

    =====DT

    DIIDIdtIT

    I0

    020

    20

    2 887,23151 A

    WRIP

    === 3,8310887,2 22

    1.2. Kroz otpor R = 10 tee struja valnog oblika kao na slici. Odredite napon u, snagu p, radnu snagu P te efektivnu i srednju ispravljenu vrijednost struje.

    t [ms]

    i [A]

    0 1 2 3 4 T

    -3

    1

    a) 30

  • 2

    1.3. Otpor R = 10 prikljuen je na napon valnog oblika kao na slici. Odredite struju i, snagu p, srednju snagu P te efektivnu i srednju ispravljenu vrijednost struje.

    a) 100 < t ms

    ttu 33 10101010

    =

    =

    V

    tRui 100== A

    253 1010010 tttiup === W

    b) 2010 t ms

    302000301010

    203 +=+

    =

    ttu V

    3200 +== tRui A

    ( )22 320010 +== tRip W

    c) 3020 t ms

    30103 = tu V

    3100 == tRui A

    ( )22 310010 == tRip W

    5,0210151

    103021

    0

    3

    3 =

    ==

    T

    sr dtiTI A

    ( ) =

    ++

    ==

    T

    dtttdttdtiT

    I0

    10

    0

    105,1

    10

    24243

    222 2

    2

    9120010410103021

    +++

    =

    ++

    =

    246424646

    43

    105,1

    10

    234

    10

    0

    34

    3

    10910600101034105,191025,260010375,310

    34

    31010

    10151

    92

    12003

    1043

    1010151 2

    2

    2

    tttt

    +++

    =

    2222222

    2 1091061034105,13105,1310

    35,13

    3101

    105,11

    ==

    ++= 3,0

    3196

    34

    35,13

    31

    5,11

    57735,031

    ==I A

    Na drugi nain: 57735,03

    13

    ===mII A

    === 3,31033,02RIP W

  • 3

    1.4. Na kapacitet C = 50 F prikljuen je napon valnog oblika kao na slici. Odredite struju i, trenutnu snagu p i energiju wC.

    u [V]

    t[ms]10 20 30

    10

    -10

    40

    a) 100

  • 4

    1.5. Na kapacitet C = 60 F prikljuen je napon valnog oblika kao na slici. Odredite valni oblik struje i, trenutnu snagu p i energiju wC .

    u [V]

    t [ms]1 2 3

    1

    0

    a) 10

  • 5

    1.6. Na induktivitet L = 1 mH prikljuen je napon valnog oblika kao na slici. Odredite valni oblik struje i, trenutnu snagu p i energiju wL.

    u [V]

    t[ms]10 20 30

    10

    -10

    400

    a) 100

  • 6

    1.7. Paralelni spoj otpora R = 5 i kapaciteta C = 400 F prikljuen je na napon valnog oblika kao na slici. Odredite sve struje ( iR, iC, i), radnu snagu izvora P i maksimalnu energiju na kapacitetu C.

    u [V]

    t [ms]0 2 4 6

    5

    a) 20 < t ms

    ttu 25001025

    3 =

    =

    V

    tt

    RuiR 5005

    2500=== A

    1250010400 6 === dt

    duCi CC A

    1500 +=+= tiii CR A

    b) 42 t ms

    5=u V

    155

    ===

    RuiR A

    0=Ci A 1=i A

    c) 64 t ms

    152500 += tu V

    35005

    152500+=

    +== t

    t

    RuiR A

    1)2500(10400 6 === dt

    duCi CC A

    2500 += ti A

    52

    10400252

    62

    max=

    ==

    CuwC mJ

    ( ) ( ) =

    +++==

    T ms

    ms

    ms

    ms

    ms

    RR dttdtdttTdti

    TI

    0

    6

    4

    24

    2

    22

    0

    222 3500150011

    =

    +

    =

    += 5,0002,03001,0

    1061002,0

    350021 3

    2

    0

    32

    mst

    TA2

    === 7,255,02RIP R W

  • 7

    1.8. Na paralelni spoj otpora R = 10 i induktiviteta L = 10 mH prikljuen je napon valnog oblika kao na slici. Odredite sve struje ( iR, iL, i ), radnu snagu izvora P i maksimalnu energiju na induktivitetu L.

    -100

    100

    u [V]

    t [ms]0 2 4 6 8

    40

  • 8

    a) 20

  • 9

    a) 10

  • 10

    ( ) 1134 201010210001,0 KKuC +=+== 101 = K 10102 4 = tuC V

    ( ) 30002,0 =Cu V

    c) 42

  • 11

    1.11. Kroz serijski RC spoj tee struja valnog oblika kao na slici. Ako je R = 10 , C = 0,1 mF i uC(0) = 0, odredite napone uR i uC , radnu snagu izvora P i efektivnu vrijednost struje.

    10 20

    i [A]

    t [ms]

    10

    -10

    T = 10 ms

    a) 100

  • 12

    1.12. Kroz serijski RL spoj tee struja valnog oblika kao na slici. Ako je R = 10 i L = 4 mH, odredite napone uR i uL , radnu snagu izvora P , efektivnu i srednju vrijednost struje, te faktor oblika.

    T = 20 ms

    a) 100

  • 13

    2. Rjeavanje mrea u vremenskoj domeni

    2.1. Serijski spoj otpora R = 1000 i kapaciteta C = 10 F prikljuuje se u trenutku t = 0 na istosmjerni naponski izvor E = 100 V. Ako je kapacitet prethodno posjedovao naboj Q0 = 1000 C, polariteta prema slici, odredite struju i, napon na kapacitetu uC i otporu uR.

    1001010

    5

    30

    0 ===

    CQU V

    2,01000

    10010000 =

    +=

    +=

    RUEI A

    01,0101010 253 ==== CR s

    tt

    eeIi 1000 2,0

    == A

    tR eRiu

    100200 == V t

    RC euEu100200100 == V

    2.2. Serijski spoj otpora R = 1000 i kapaciteta C = 10 F prikljuuje se u trenutku t = 0 na izvor E1 = 100V, a zatim se nakon jedne vremenske konstante kruga t1 = sklopka prebaci u poloaj 2 na izvor E2 = 200V, prema slici. Odredite struju i te napone uR i uC.

    01,0101010 253 ==== RC s

    a)

  • 14

    t

    uC [V]100

    -200

    63,21

    0,01

    2.3. U zadatku 2.2. odredite utroenu energiju izvora 1 i izvora 2 za vrijeme prijelazne pojave.

    a)

  • 15

    i [A]C u [V]R

    2 200

    t

    u [V]C50

    -150

    t

    2.5. Odredite uC , iC i nacrtajte njihove grafove nakon iskljuivanja prekidaa P , prema slici. Zadano je: E = 100 V, R1 = 30 , R2 = 20 , C = 50 F.

    402030

    2010021

    20 =+

    =

    +=

    RRREU V

    5,1105030 61 === CR ms

    ( ) =

    +=

    += tt

    t

    C eeeUEUu6,6666,666

    00 60100160401 V

    =

    =

    =tt

    t

    C eeeRUEi 6,6666,6661

    0 230

    40100 A

    2.6. Odredite struju i koja potee od trenutka ukljuenja prekidaa P i izraunajte ukupne gubitke koji nastaju u strujnom krugu prema slici. Kapacitet C1 = 10 mF nabijen je nabojem Q10 = 10 mC, C2 = 20 F nije nabijen, a R = 10 .

  • 16

    110101010

    3

    3

    1

    1010 =

    ==

    CQU V

    96,1921

    21=

    +

    =

    CCCCC F

    501011096,1910 6 === RC s

    1,010110

    0 === RUI A

    tei 50101,0 = A

    52

    110102

    232101

    10 =

    =

    =

    UCW mJ

    998,010201010

    101063

    310

    12 =+

    ==

    ukCQU V

    98,42

    998,010102

    232121

    1 =

    ==

    UCW mJ

    96,92

    998,010202

    262122

    2 =

    ==

    UCW J

    98,92110 == WWWW J

    ili ( ) 98,9101098,910020

    1,01010 60 0 0

    100202501022==

    ===

    tt

    R edtedtRiW J

    2.7. Svitak otpora R = 3 i induktiviteta L = 0,6 H prikljuuje se na izvor istosmjernog napona. U kom e trenutku struja iznositi 50 % svoje stacionarne vrijednosti? Kolika je energija izvora E = 100V utroena kroz to vrijeme na Jouleove gubitke, a kolika na uspostavljanje magnetskog polja?

    512,0

    36,0

    ====

    RL

    s

    == 3,33REI A

    ( ) 2/12

    1

    1

    ==

    t

    eRE

    RE

    ti

  • 17

    15221 te= 12 15 = te

    ln/5,015 = te 6931,05 1 = t 1386,01 =t s

    ( ) ( )

    =

    == 3,83

    23,33

    26,0

    2

    2

    12

    1tLi

    tWL J

    ( ) =

    +=

    ==

    dteeR

    ERdteRERdtitW

    t ttt t t

    R

    11 1

    0

    222

    0 02

    22

    1 211

    =

    +

    =

    +=

    111 11

    0

    2t

    01

    2

    0 0

    2

    0

    2

    21

    122

    tttt t tt t

    eetREdtedtedt

    RE

    43,45122,012,021386,0

    31001

    212 2,0

    1386,022,0

    1386,022

    1

    2 11

    =

    +=

    +=

    eeeetRE tt J

    2.8. U strujnom krugu, prema slici, tee stacionarna struja. Ako se sklopka P u trenutku t0 = 0 zatvori i nakon t1 = 2 s ponovo otvori, odredite struju izvora od trenutka t0 = 0 pa nadalje i prikaite je grafiki. Zadano je: E = 10 V, R = 1 , L = 2 H, R1 = 2 .

    310

    2110

    1

    =

    +=

    +=

    RREI A

    101

    101 === R

    EI A

    212

    ===

    RL

    a s

    =

    t

    eREi 1

    a) 20 t

    ( ) tttta eeeeRE

    Ii a 5,05,05,03

    20103

    20320

    3101

    13102

    31013

    2

    =+=

    +=

    += A

    ( ) 547,73

    2010 25,01 ==etia A

    b) t2

    5,11

    32

    1

    ==

    +=

    RRL

    b s

    214,43

    10547,7 ==I A

    ( )25,1214,43

    10

    += tb ei A

    i [A]

    t [S]

    103

    10

  • 18

    2.9. Odredite sve struje u zadanoj mrei, prema slici, od trenutka ukljuivanja prekidaa P pa nadalje i prikaite ih u vremenskoj ovisnosti. Zadano je: E = 110 V, R1 = 30 , R2 = 20 , L = 0,12 H.

    R1

    R2+

    - E

    i1

    i2i3

    L

    P

    +

    -ET

    RT

    i3

    L

    2,22030

    11021

    0 =+=

    +=

    RREI A 44202,2202 === RIU V TE=

    == 1221 RRRT

    01,01212,0

    ===

    TRL

    s100

    1=

    === 6,330

    110'

    1REI A

    ( ) ( )tttT

    T eeeREi 1001003 16,3112

    441

    ==

    =

    A

    tei 1002 2,2

    = A

    =+=+=

    tt eeiii 100100321 6,36,32,2 te 10064,16,3

    = A

    i1

    i2

    i3

    i [A]3,6

    I =2,20

    t

    2.10. U mrei, prema slici, odredite struju kroz induktivitet od trenutka ukljuivanja prekidaa P, pa nadalje. Zadano: E = 26 V, R = 2 , R1 = 1 , R2 = 8 , L = 0,12 H.

    =+=+= 6,282121 RRRRT

    04615,06,2

    12,0===

    TRL

    s66,21

    1=

    8,2082

    8262

    2=

    +=

    +=

    RRREET V

    =

    =

    =

    ttt

    T

    TL eeeR

    Ei 6,216,21 1816,28,201 A

  • 19

    2.11. Odredite vrijednost induktiviteta L , prema slici, tako da struja izvora bude konstantna od trenutka ukljuivanja prekidaa P pa nadalje. Zadano je: E = 100 V, R = 50 , C = 1 F.

    C

    t

    C eREi

    =

    =

    L

    t

    L eREi 1

    .constREi ==

    RCRL

    CL ==

    5,21050 622 === CRL mH

    2.12. Odredite struje u svim granama zadane mree, prema slici, od trenutka zatvaranja prekidaa P. Koliki su napon i energija na induktivitetu L u trenutku t = 0, a koliki na kapacitetu C u trenutku =t ? Zadano je: R = R1 = 30 , L = 0,5 H, C = 50 F, E = 120 V.

    ( )11

    1 RLCRCL iiiiii =+=

    ( ) 112 RidtdiLRiE RLL ++=

    ( ) ( ) == dtdCdtiiCdtiCRi RLCR //113 11 1 1111 11 RRLRRL

    iidtdCRii

    dtdCRii +==

    12

    2

    11 111

    11Ri

    dtdi

    Ldt

    idCLRiRi

    dtdCRRE R

    RRRR ++++=

    ( ) ( ) ERRiidtdLCRRi

    dtdCLR RRR =+++ 112

    2

    1 111

    ( ) 0605,01050301050305,0 6226 =+++ pp 060545,0105,7 24 =++ pp

    3924,7127,1351

    11 === pp ms

    R

    C

    +

    -

    E

    R

    L

    P

    iL iC

  • 20

    691,1139,5912

    22 === pp ms

    pLpR iARREi ==+

    = 21

    1

    221 21 ++=

    tt

    L eAeAi ( ) 2121 220 AAAAiL ==++=+

    za t = 0+ : 01 =Ru V , 60=Ru V 60= Lu V dtdiL L=

    ( ) 1205,0

    600==

    dtdiL A/s

    21

    22

    11

    11

    tt

    L eAeAdtdi

    +

    =

    ( ) 12002

    2

    1

    1==

    AAdt

    diL

    21

    122

    2

    2

    1

    2 120

    == AAA

    39,7691,11069,139,7120120

    3

    21

    212

    =

    =

    A

    12 2630893,0 AA ==

    22631,02631,0 21 +=

    tt

    L eei A

    2121 6,15559,3510691,1

    2631,01039,7

    2631,033

    tttt

    L eeeedtdi

    +=

    +

    =

    ( ) =

    =

    dtdiLRiE

    Ri LLR

    1

    121

    =

    +

    +=

    21211

    6,15559,355,03022631,02631,0120301

    tttt

    R eeeei

    2121 593,259315,022631,02631,04 tttt

    eeee

    ++= A

    211

    33,233,02 tt

    R eei

    += A

    =++==

    21211

    33006,233006,022631,02631,02 tttt

    RLC eeeeiii

    21 06697,206697,0 tt

    C eei

    += A ( ) 600 =Lu V

    ( ) 20 =Li A ( ) ( ) 125,02

    200

    22

    =

    =

    =Li

    w LL J

    ( ) 60=Cu V ( ) ( ) 09,010506021

    21 622

    === Cuw CC J

  • 21

    2.13. Serijski spoj otpora R = 10 i induktiviteta L = 0,1 H, prikljuen je na sinusnu EMS e = 10 sin (500t) V. Odredite struju ukljuenja.

    euu RL =+

    eiRdtdiL =+

    0=+ RLp

    1001,0

    10===

    LRp

    01,01 ==p

    s

    ELIm

    I .Rm

    LIm

    E

    I .Rm

    ( ) +=+= tIAeiii mt

    ps sin

    ( ) ( ) tEtRItLIiRdtdiL mmss sinsincos =+++

    ( ) 01 =+ ss RidtdiL

    ( ) ( ) ( ) tEtRItLI mm sinsincos2 =+ , ( ) ( )+= 90sincos tt

    ( )==

    ===

    ==

    65,78510

    1,0500cos

    sin0sincos201

    RL

    tg

    RILIt mm

    ( ) [ ] mm ERLIt =+= pi cossin222

    ( ) ( ) ( ) ( )+++= 90cos22 22 ttLIRILIE mmm

    ( ) ( ) 1961,099,5010

    1,05001010

    2222222

    ==

    +=

    +=+=

    LREIRLI mm

    A

    ( ) ( ) 19231,0069,78sin1961,00 0100 ==+= AAei

    ( ) ( ) tetti 1001923,069,78500sin1961,0 += A

    2.14. Serijski spoj otpora R = 100 i kapaciteta C = 20 F, prikljuen je na EMS e = 100 sin (500t + 30) V. Odredite struju ukljuenja.

  • 22

    == 1001C

    X C

    ( ) edtdi

    CdtdiR

    dtd

    eiRuidtC C

    =+=++1/01

    01 =+C

    Rp

    RCp 1=

    5001002,010201001 6 ===== RC

    p s

    ( ) += tIii ms sin eiRidt

    Cip =+

    1

    ( ) ( ) ( )+=+ 30sinsincos tEtRItC

    Imm

    m

    ( ) ( ) ( )+=++ 30sinsin90sin tEtRItC

    Imm

    m

    za ( ) ( ) 030sin30cos30030 =++==+

    mm RIC

    Itt

    ( )( ) ( ) 130

    1

    30cos30sin

    =+==

    =

    +

    +

    tg

    RC

    CRII

    m

    m

    ==+ 754530

    ( ) ( )2

    222

    190cos2

    +=+++

    =

    CRIttRI

    CIRI

    CIE mmmmmm

    707,02100

    100

    10205001100

    100

    12

    62

    22

    ==

    +

    =

    +

    =

    CR

    EI mm

    A

    ( ) 183,0683,05,05,0100

    5,010030sin75sin707,00 0500 =====+= AR

    EeAi m

    ( ) teti 500183,075sin707,0 += A

  • 23

    2.15. Serijski spoj RLC ( R = 100 , L = 0,1 H i C = 100 F) prikljuen je na EMS e = 100 cos (1000t) V. Odredite struju ukljuenja.

    =++ dtd

    eidtC

    RidtdiL /1

    dtde

    Ci

    dtdiR

    dtidL =++2

    2

    ( ) += tIii ms cos

    ( )( )

    sin90cos90sincos

    =+

    +=

    slobodni odziv:

    012 =++C

    RpLp

    010100

    11001,0 62

    =

    ++

    pp

    7,1121873,81702,112

    111 ==== msp

    p

    3,8871127,113,887

    222 ==== msp

    p

    prisilni odziv:

    ( ) ( ) ( ) tEtRItC

    ItLI mmm

    coscossinsin =++

    0sincoscos:2

    =++=

    pi mmm RICI

    LItza

    mmm IICLRI :/1cossin

    =

    ==

    ==

    =

    99,419,0100

    10101011,010

    1

    cos

    sin 6233

    tgR

    CL

    ERIC

    ILItza mmm =+= cossinsin:0

    [ ] ERIC

    LI mm =++

    90sinsin1

    ( )2

    2222

    2 190cos121

    +=+

    ++

    =

    CLRIRI

    CLIIR

    CLIE mmmmm

  • 24

    7433,054,134

    100

    10101011,010100

    100

    1623

    322

    2

    ==

    +

    =

    +

    =

    CLR

    EIm

    A

    ( ) ( ) 5525,0099,41cos7433,00 2103,887207,1121 ==++= AAeAeAi

    ( ) ( ) ttptptm eAeAteAeAtIi 3,88727,112121 99,41cos7433,0cos 21 ++=++=

    ( ) ( ) ( ) tt eAeAtdtdi 3,887

    27,112

    1 3,8877,11299,41sin10007433,0

    ++=

    ( ) ( ) 321 101,01003,8877,11299,41sin3,7430 ====

    LE

    AAdtdi m

    ( ) 3,497103,8875525,07,112 322 = AA

    ( ) 5525,07,1123,497103,8877,112 32 =A

    0162,05687,0 12 == AA

    ( ) tt eeti 3,8877,112 5687,00162,099,411000cos7433,0 += A

  • 25

    3. Prikazivanje sinusnih veliina pomou fazora

    3.1. Napiite sljedee kompleksne brojeve u eksponencijalnom obliku: a) 3 + j4; b) 3 - j4 ; c) -3 - j4 ;d) -3 + j4; e) 0,048 - j0,153 ; f) 0,0171 + j0,047 .

    =+=+ 13,535344343) 22 arctgja

    =

    += 13,535344343) 22 arctgjb

    =

    = 87,126534543) arctgjc

    =

    =+ 87,12653

    4543) arctgjd

    = 582,7216035,0153,0048,0) je =+ 007,7005001,0047,00171,0) jf

    3.2. Napiite sljedee kompleksne brojeve u Kartezijevu obliku: 303,12)a ; 16053)b ; 4525)c ; 11586)d ; 2005,0)e ; 260013,0)f ; 190156,0)g ; 181200)h .

    ( ) ( )jjja +=+=+= 315,615,6652,1030sin30cos3,12303,12) 127,18803,4916053) jb +=

    678,17678,174525) jc =

    942,77345,3611586) jd = 01710,004698,02005,0) je =

    01280,0002257,0260013,0) jf = 027089,015363,0190156,0) jg +=

    49048,39695,199181200) jh = 3.3. Odredite sumu i razliku sljedeih kompleksnih brojeva : 241,5310) ja ++ ;

    ( )289010) jb + ; ( ) 4264) jjc ++ ; ( )824583,2) jd ; ( ) + 13507,755) je ; ( )611,535) jf .

    10102486241,5310) jjjja +=+++=++ ( ) 882810289010) jjjjb +=+=+

    ( ) 224264) jjjc =++ ( ) 108222824583,2) jjjjd =++=

  • 26

    ( ) ( ) 0555513507,755) =++=+ jjje ( ) ( ) 246143611,535) jjjjf +=++=

    3.4. Odredite umnoak sljedeih izraza: ( )( )4123) jja ; ( )( )jjb + 11) ; ( )342) jjc ; ( )( )66) jjd ; ( ) + 1,53564) je ; ( )29010) jf ;

    23101,5310)g .

    ( )( ) 1456,109866,1496,751231,469,33605,34123) jjja === ( )( ) 2902452135211) jjjb ===+

    ( ) 8613,531087,365902342) jjjc +=== ( )( ) 363666) 2 == jjjd ( ) 23679,176055,361,53569,123211,71,53564) jje +===+

    ( ) ( ) 2021029010) == jjjf 151,50515,861,3010023101,5310) jg +==

    3.5. Odredite kvocijent sljedeih izraza:

    2284) j

    ja

    +

    ; 3425) j

    jb

    + ;

    43105) j

    jc

    +

    ; 43

    10) jd + ; 303225) j

    je ;

    621288,6) jf +

    ;

    ( ) +

    305433025) jg ; ( ) 3

    2

    10:2386

    1)pij

    ejjh

    +.

    3143,108162,345828,2

    43,63944,82284) jj

    ja ==

    =

    +

    28,004,1195077,187,365199,158385,5

    3425) jj

    jb ==

    =

    +

    2157,116236,213,535

    43,6318,1143

    105) jjj

    c ==

    =

    +

    6,12,113,53213,535

    1043

    10) jjd ===+

    122,5373,1105303,54522

    6015223035) jj

    je +==

    =

    938,0551,056,59088,156,71324,6

    1288,662

    1288,6) jjf ==

    =

    +

  • 27

    ( ) 1196,09928,087,6113,535605

    305433025

    ) jjg +==

    =

    +

    ( ) 01973,003018,018,3303605,01201013,531069,33605,3

    120108623) jj

    jh +==

    =

    +

    3.6. Odredite sljedee izraze: */,*,*,* + AAAAAAAA , ako je 43) jAa =

    ;

    =

    3010) Ab ; 35,2)pij

    eAc

    = .

    ( )( ) 25434343) 22 =+=+ jja 64343 =++ jj 84343 jjj =

    96,028,026,106113,53513,535

    4343 jj

    j==

    =

    +

    10030103010) =b

    32,1730103010 =+

    10566,8566,830103010 jjj ==

    =

    601

    30103010

    5,2165,225,1165,225,1605,2605,2 =++=+ jj

    33,4165,225,1165,225,1605,26065,2 jjj ==

    =

    1201605,2605,2

    3.7. Odredite sljedei izraz:

    +

    BA

    BA ako je: =+=

    3020,510) BjAa ;

    81,26) jBjAb +==

    ; ==

    705,4510) BAc ; 10,5) jBjAd ==

    10,10) jBAe ==

    .

    25,6605,2605,2) =c

  • 28

    =

    =

    +

    =

    +++

    797,27174,7768,28167,31565,566,223

    1532,27565,566,223

    1032,175103020565,2618,11) jjja

    =

    =

    ++

    84,23531,560,402195,9

    44,6499,508126

    87,82062,843,18324,6) jjb

    3613,173,614,327,5368,14

    1155077,11781,8

    115507,471,107,707,7

    7054510) jjjjc +==

    =

    +

    =

    +++

    10901090550

    105105) jjj

    jjd ==

    =

    +

    ( )=

    =

    =

    4507,745142,14

    9010045210

    10010101010) jj

    je

    3.8. Napiite fazore sljedeih funkcija:

    =

    3sin100) pi tia ; ( )+= 180sin200) tub ; ( )= 90sin210) tec ;

    ( )+= 120sin52) tid ; ( )+= 240sin102) tie ; tif sin2) = .

    ==60

    2100

    ;2~) jtj eIeIia

    ==180

    2200

    ;2~) jtj eUeUub

    ==9010;2~) jtj eEeEec

    ==1205;2~) jtj eIeIid

    ==24010;2~) jtj eIeIie

    ==

    01;2~) IeIif tj

    3.9. Odredite struju 21 iii += ako je:

    +=

    32

    sin521pi

    ti ,

    +=

    34

    sin522pi

    ti .

    33,45,212051 jI +==

  • 29

    33,45,224052 jI ==

    ( )pi ==+ tiII sin25521 3.10. Odredite: 321 eeee ++= , ako je

    ==

    32

    sin2220,sin2220 21pi

    tete ,

    +=

    32

    sin22203pi

    te .

    2201 =

    E

    52,1901101202202 jE ==

    52,1901101202203 jE +==

    0,0321 ==++

    eEEE

    3.11. Odredite 21 uuu += ako je ( )+= 30sin101 tu , ( )= 45cos102 tu .

    5355,31237,6302

    101 jU +==

    ( ) ( )+=+= 45sin109045sin102 ttu 5545

    210

    2 jU +==

    =+=+

    5,3702,145355,81237,1121 jUU

    ( ) ( ) Vttu +=+= 5,37sin83,195,37sin202,14

    3.12. Odredite 21 iii = ako je )45sin(2 01 += ti , a )45cos(2 02 = ti .

    01 45|1=I

    )45sin(2)9045sin(2 0002 +=+= tti 0

    2 45|1=I 21 iii = =0

  • 30

    3.13. Zadana je frekvencija i fazor struje. Napiite struju u vremenskom obliku:

    a) = 100 rad/s, 030|10=I A b) = 300 rad/s, 045|2=I A c) = 400 rad/s, 045|3=I A d) = 500 rad/s, 32 jI =

    A

    e) = 600 rad/s, 32 jI =

    A. Rjeenja:

    a) )30100sin(210 0+= ti A b) )45300sin(22 0+= ti A c) )45400sin(23 0+= ti A d) )31,56500sin(2605,3 0= ti A e) )31,236600sin(1,5 0+= ti A

    3.14. Zadano je )30200sin(10 0= ti A. Odredite pomou rotirajueg fazora derivaciju

    dtdi

    i integral idt .

    mI

    =10 030| A j mI = 200 090| .10 00 60|200030| =

    dtdi

    = 2000 )60200sin( 0+t A/s

    00

    0

    12005.0902003010

    =

    =

    jIm

    )240200sin(05,0 0 += tidt As

    3.15. Zadan je napon )6

    314sin(2202 pi+= tu V. Odredite struju u realnom obliku i fazorskom obliku: a) otpora R = 10 ; b) induktiviteta L = 3 mH i c) kapaciteta C = 3 mF. Fazore napona i struja prikaite grafiki.

    030|220=U V; === 9425,0103314 3LX L

    =

    ==

    061,1103314

    113C

    X C

    00

    30|2210

    30|220===

    RUIR A

  • 31

    U

    RI

    000

    0

    60|2

    1,33060|4,23390|9425,0

    30|220===

    LI A

    000

    0

    120|2

    2,293120|3,20790|061,1

    30|220==

    =

    CI A

    U

    LI

    30

    120

    U

    CI

    3.16. Zadana je struja )6

    1000sin(102 pi= ti A. Odredite pomou fazora napon na: a) otporu R = 10 ; b) induktivitetu L = 10 mH; c) kapacitetu C = 0,1 mF i nacrtajte fazorski

    dijagram struje i napona.

    =

    30|10I A; === 101010 23LX L ;

    =

    ==

    10101011

    43CX C

    ;

    030|1001030|10 === RIU R V 060|10030|1090|10 === IjXU LL V

    0120|10030|1090|10 === IjXU CC V

  • 32

    3.17. Odredite trenutnu snagu, radnu i jalovu snagu te trenutnu energiju u zadatku 3.15 i nacrtajte sve trenutne veliine.

    )(sin um tUu += ; )sin( im tIi +=

    [ ])cos()cos(2

    )sin()sin(

    iuiumm

    iumm

    ttttIU

    ttIUiup

    ++++

    =

    =++==

    [ ])22cos(cos itIUp ++= ( iiiiu 2+=++ )

    a) 0=R [ ] [ ])60628cos(14840)6003142cos(0cos22220 +=++== ttiup RR

    4840=P W ; RIUQ sin0 == [ ] =+=+== )60628sin(

    62848404840)60628cos(48404840 ttdttdtpw RR

    )60628sin(707,74840 += tt J

    b) = 90L [ ]=+== )120902cos(90cos4,233220 tiup LL [ ] === )302cos(51354)302cos(051354 tt )1502cos(51354 += t 0=P 51354=Q var

    [ ] 7,122)60sin(1,33010321)0(

    21)0( 232 === LL iLw J

    =++=++=+= 111 )1502sin(62851354)1502cos(51354)( KtKdttKdttpw LL

    1)1502sin(77,81 Kt ++= 7,122)0( =Lw 7,81150sin77,817,1221 ==K J

    7,81)1502sin(77,81 ++= twL J c) = 90C [ ])240902cos()90cos(3,207220 +== tiup CC

    [ ] =+=+= )1502cos(45616)1502cos(045616 ttpC )302cos(45616 = t

    3,36)30sin2220(10321

    21)0( 232 === UCwC J

    222 )302sin(62845616)302cos(45616 KtKdttKdtpw CC +=+=+= =

    2)302sin(64,72 Kt += J 62,72)30sin(64,723,362 ==K J J62,72)302sin(64,72 += twC

    ===

    90|45616120|3,20730|220*IUS VA 45616jS =

    VA 0=P ; 45616=Q var

  • 33

    4. Rjeavanje mrea u frekvencijskoj domeni pomou fazora

    4.1. Serijski spoj R = 60 i L = 0,08 H prikljuen je na EMS e = 20 sin (1000t-3pi ) V. Odredite

    struju izvora i sve napone, te ih prikaite pomou fazorskog dijagrama.

    e

    +

    R

    L

    i

    -113

    -60

    E

    LU

    I

    RU

    ==

    60|14,1460|2

    20E V

    80108010 33 === LX L

    1008060 2222 =+=+= LXRZ

    === 13,536080

    arctgR

    Xarctg L

    =

    13,53|100Z

    =

    ==

    13,113|21,013,53|10060|14,14

    Z

    EI A

    ===

    13,113|266013,113|21,0RIU R V

    ===

    13,23|2890|8013,113|21,0LL jXIU V

  • 34

    4.2. Kroz serijski spoj R = 8 i L = 60 mH tee struja )30100sin(102 += ti A. Odredite sve napone.

    =

    30|10I A === 606,0100LX L

    =

    87,36|10Z ==

    87,66|100ZIE V ===

    30|80830|10RIU R V ===

    120|6090|630|10LL jXIU V

    4.3. Na serijskom spoju R = 10 i C = 31,9 F prikljuen je napon U = 127 V. Odredite I, Z i tg u sluaju da je: a) 501 =f Hz i b) 5002 =f Hz.

    a) 501 =f Hz b) 5002 =f Hz

    78,99109,31502

    116 =

    ==piC

    X C 978,9109,3150021

    6 =

    =pi

    CX

    28,10078,9910 2222 =+=+= CXRZ 127,14978,91022

    =+=Z

    =

    =

    = 28,8410

    78,99arctg

    RX

    arctg C == 938,4410

    978,9arctg

    =

    28,84|28,100Z = 938,44|127,14Z

    =

    ==

    28,84|266,128,84|28,100

    127

    Z

    UI A =

    ==

    938,44|9938,44|127,14

    127

    Z

    UI A

  • 35

    4.4. U serijskom spoju R = 5 i 10=LX poznat je napon 10=RU V. Odredite sve ostale napone i struje te ih prikaite fazorski.

    U

    +

    R

    XL

    i 63,43

    I

    RU

    LU

    U

    25

    10===

    RU

    I R A

    2090|102 jjXIU LL ===

    V

    51043,63|36,222010 ==+=+= jUUU LR V

    4.5. U serijskom RLC spoju izmjereni su naponi 8=RU V; 92=CU V i 98=LU V. Odredite ukupni napon U i fazni kut spoja te nacrtajte fazorski dijagram.

    +

    R

    L

    i

    C

    LU

    CU

    I

    RU

    U

    10)9298(8)( 2222 =+=+= CLR UUUU V

    ''11'523687,368

    9298==

    =

    = arctgU

    UUarctg

    R

    CL

  • 36

    4.6. U mrei prema slici zadano je =

    0|120E V, L = 25 mH, C = 50 F. Pri frekvenciji 400= rad/s, struja prethodi EMS za kut 63,4. Odredite R i napone na svakom elementu.

    +

    -

    R L

    CE

    101025400 3 === LX L

    501050400

    116 =

    ==C

    X C

    RXX

    tg CL

    == 2

    2025010

    2=

    =

    =CL XXR

    72,44)( 22 =+= CL XXRZ

    683,272,44

    120===

    ZEI A

    67,5320683,2 === RIU R V 83,26== LL XIU V 16,134== CC XIU V

    4.7. Kroz serijski spoj = 2R , = 4LX i = 6CX tee struja 5=I A. Odredite napone na svim elementima i napon na ulazu.

    U R

    U L

    UU C

    1025 === RIUR V 2045 === LL XIU V 3065 === CC XIU V

    210)3020(10)( 2222 =+=+= CLR UUUU V

  • 37

    4.8. Pretvorite serijske = 47,3SR i = 56,6sLX u ekvivalentni paralelni spoj. o

    o

    o

    o

    =+=+= 421,756,647,3 2222sLss

    XRZ ;

    L

    s

    s

    jBGjZ

    Y

    ==

    ==

    ==

    1191,0063,0

    12,62|1347,012,62|421,7

    11

    === 12,6247,356,6

    arctgR

    Xarctg

    s

    sLs ; === 87,15063,0

    11G

    Rp

    =

    12,62|421,7sZ ; === 3955,81191,011

    LLp B

    X

    4.9. Paralelni spoj = 60R i 08,0=L H prikljuen je na EMS )3

    1000sin(20 pi= te V. Odredite sve struje, admitanciju i fazni pomak napona i struja.

    =

    60|2

    20E V

    )3

    1000sin(33,0 pi==

    tReiR A

    204124,011785,060|2357,0 jAI R == A === 8008,0103LX L

    088388,0153093,0150|176777,090|802

    60|20 jjXEI

    L

    L ==

    ==

    A

    ==+=

    87,9629463,029251,0035242,0 jIII LR A

    =+== 87,3687,9660iu

  • 38

    ====

    87,36|30208,00125,0601,0801

    60111 jj

    Xj

    RY

    L

    S

    ===

    87,96|29463,087,36|30208,060|2

    20YEI A

    4.10. Paralelni spoj = 10R i 9,31=C F prikljuen je na napon 127=U V. Odredite Y ,fazni kut i sve struje u sluaju kad je: a) 501 =f Hz i b) 5002 =f Hz.

    a) 501 =f Hz : =

    ==

    10078,99109,31502

    116piC

    X C

    =+=+=

    7106,5|1005,001,01,011 jX

    jR

    YC

    S

    = 7106,5

    27,17,127106,5|7633,127106,5|1005,0127 jYUI +==== A 7,12=

    RI A ; =

    90|27,1CI A

    b) 5002 =f Hz :

    ==

    10109,315002

    116piC

    X C

    =+=+=

    45|21,01,01,011 jX

    jR

    YC

    S

    = 45

    7,127,1245|21,0127 jYUI +=== A 7,12=

    RI A ; 7,12jI C =

    A

  • 39

    4.11. Kroz paralelni RLC spoj teku struje AI R 8= , AI L 10= i .4 AIC = Odredite struju izvora, zatim L i C ako je = 10R i Hzf 50= . Nacrtajte fazorski dijagram.

    ==

    87,36|1068 jI A ; )87,36314sin(210 = ti A ===

    0|80108RIE R V ; te 314sin280= V

    =

    ==

    890|1090|1

    0|80L

    L

    IjEX ; 465,25

    3148

    ===

    LXL mH

    =

    =

    =

    2090|490|1

    0|80C

    CIj

    EX ; 15,15920314

    11=

    ==

    CXC

    F

    4.12. U spoju prema slici zadan je otpor = 41R i izmjerene su efektivne vrijednosti struja 201 =I A , 152 =I A i 30=I A . Odredite R i LX .

    R1R X L

    I

    1I

    2I

    1

    1I

    2I

    I

    U

    6041542 ===

    IU V === 32060

    11 I

    UZ

    ==

    +=

    +=

    336,36580,030152

    2030152

    cos222

    2

    21

    222

    IIIII

    77,1716,24336,36|30 jI == A === 72,62|2077,1716,921 jIII A

  • 40

    jBGjU

    IY ==

    ==

    29626,01527,060

    72,62|2011 S

    == 545,61G

    R ; == 375,31B

    X L

    4.13. Kroz serijski spoj nepoznatih elemenata tee struja )45100sin(82,2 = ti A, pri emu je napon na vanjskim prikljunicama )45100sin(282 += tu V. Odredite nepoznate elemente.

    =

    45|82,2mI A = 45|282mU V

    ==

    ==

    10090|10045|82,2

    45|282 jI

    UZm

    m

    1100100100 =====

    LL

    XLLX H

    0=R

    4.14. Na impedanciju

    Z prikljuen je napon =

    80|100U V, pri emu tee struja = 30|10I A. Odredite: ,,, XRZ

    .

    jXRjI

    UZ +=+==

    ==

    66,7428,650|1030|1080|100

    4.15. Serijski spoj = 6R i 8=L mH prikljuen je na EMS )3010cos(2100 3 = te V. Pomou fazora odredite struju i sve napone.

    +

    R

    L

    =

    ===

    =+=+=

    ===

    13,53|10

    13,5368

    1086

    8108102222

    33

    Z

    arctgR

    Xarctg

    XRZ

    LX

    L

    L

    L

    =

    ==

    13,83|1013,53|1030|100

    Z

    EI A

    60610 === RIU R V

    80810 === LL XIU V

  • 41

    5. Elektrina snaga

    5.1. Odredite trokut snage u primjerima 4.1 do 4.7.

    (4.1) 8006001,53|10001,53|100|100* jIES +==== VA jQP +=

    (4.2) 8006001,53|10001,53|100|100* jIES ==== VA jQP +=

    (4.3) 8006001,53|10000|101,53|100* jIES +==== VA jQP +=

    (4.4) 48,1264,1687,36|8,2087,36|08,20|10* jIES +==== VA jQP +=

    (4.5) 2505015,26|5605,26|6,50|100* jIES ==== VA jQP +=

    (4.6) 88,5416,93830|108315|25,845|

    2255

    * jIES +====

    VA jQP +=

    (4.7) 88,5416,93830|108315|25,845|

    2255

    * jIES +====

    VA jQP +=

    5.2. Odredite trokut snage u zadacima 4.12 i 4.13.

    (4.12) 10661450336,36|1800336,36|3060* jIUS +==== VA

    (4.13) 62,39790|62,39745|282,245|

    2282 jS ===

    VA

    5.3. Odredite trokut snage u zadatku 4.14.

    =

    80|100U V =

    30|10I A 7668,64250|100030|1080|100* jIUS +==== VA

    5.4. Odredite trokut snage u zadatku 4.15.

    =

    30|100E V =

    13,83|10I A 80060013,53|100013,83|1030|100* jIES +==== VA

  • 42

    5.5. Odredite impedanciju

    Z i struju

    I ako je poznata prividna snaga 4=S kVA , faktor snage 8,0cos = (kap) i napon =

    30|220U V .

    == 87,368,0arccos

    =

    87,36|4000S VA * = IU

    ==

    ==

    87,6|18,1887,6|18,1830|220

    87,36|4000* I

    U

    SI A

    =

    ==

    87,36|1,1287,6|18,18

    30|220I

    UZ

    5.6. Odredite impedanciju na kojoj je izmjereno 200=U V 10; =I A i 8,0cos = (ind).

    ==

    ===

    87,368,0arccos

    2010200

    I

    UZ =

    87,36|20Z

    5.7. U zadatku 5.6 prikljuen je paralelno impedanciji kapacitet C tako da je izvrena korekcija faktora snage koji iznosi 95,0'cos = . Odredite jalovu snagu koju je preuzeo kapacitet.

    jQPjIUS +=+====

    1200160087,36|200087,36|100|200* 2,1684

    95,01600

    'cos' ===

    PS VA

    88,52516002,1684)'(' 2222 === PSQ var 11,67488,5251200' === QQQC var

    5.8. Na naponski izvor EMS =

    30|100E V unutarnje impedancije += 860 jZ spojite takvo troilo impedancije

    Z da se na njemu troi maksimalna snaga. Odredite parametre troila i maksimalnu snagu P.

    ==

    86* jZZ T

    =

    == 6,41664

    1004

    2

    0

    2

    REP W

  • 43

    6. Metode pretvorbe. Fazorski, topografski i locus dijagrami

    6.1. Odredite ulaznu impedanciju u shemi na slici, ako je = 5000 rad/s, 4,0,2,5,0 321 ==== LRRR mH i 25=C F.

    R1

    R2 R3

    L CuZ

    === 2104,0105 33LX L

    =

    ==

    81025105

    1163C

    X C

    25,025,045|3535,045|22

    122

    11 jjY ===+=

    S

    1176,002941,096,75|12126,096,75|246,8

    182

    12 jjY +====

    S

    ==+=

    346,25|30917,01323,027941,021 jYYY p S

    +==

    ==

    3846,1923,235,25|2344,335,25|30917,0

    11 jY

    Zp

    p

    +=+=

    3846,1423,35,0 jZZ pu

    6.2. U shemi na slici odredite ulaznu impedanciju ako je: L = 2 H, C = 0,33 F, R = 1 k, = 1000 rad/s.

  • 44

    22103 === LX L k

    03,31033,010

    1163 =

    ==C

    X C k

    7688,006,4

    122,303,303,1

    )03,3(03,1)(||)(12 jjjjjjjXXXjZ CCL =

    =

    ==

    k

    ==+

    556,37|2614,17688,0112 jRZ k

    ==

    =

    =

    =

    3,52|97299,025,75|92859,3

    55,127|822,37992,31

    55,127|822,303,37688,01

    )03,3(556,37|2614,113 jjj

    jZ

    76988,059498,0 j= k

    =+=+

    188,64|3664,12301,159498,013 jjXZ L k

    =

    =

    ++

    =

    62,74|83207,056,79|284,3188,154|7329,2

    22301,1595498,02188,64|3664,1

    jjj

    Z u k

    6.3. Odredite abZ

    u shemi na slici: a) kada su prikljunice c-d otvorene; b) kada su prikljunice c-d kratko spojene. Zadano: = 1000 rad/s, 5021 == LL mH, 101 =C F, 202 =C F.

    (serijska rezonancija)

    =

    ==

    =

    ==

    ===

    50102010

    11

    100101010

    1150105010

    632

    2

    631

    1

    33

    CX

    CX

    LX

    C

    C

    L

    ==

    ==

    50

    0)(||)()2

    1211

    jjXZ

    jXXXjZa

    Lab

    CCLa

  • 45

    1L

    2C1C

    2L

    (paralelna rezonancija) ====

    500) 1 jjXZZYb Labpp

    6.4 U shemi na slici odredite struju

    I , radnu snagu P izvora. Zadano: =

    0|200E V, +=

    1721131 jZ , =

    2406002 jZ , +=

    2002603 jZ , +=

    2402004 jZ , =

    2001405 jZ , =

    8006Z .

    E

    1Z

    2Z

    3Z

    4Z

    5Z

    6Z

    I

    ==

    =

    =

    =+++=++=

    3,1333.9355|75,1621200

    80055|13,2441200800200140200260

    65

    653

    jZ

    ZZZ

    jjZZZZ

    a

    +==

    =

    =

    3,1333,17357,37|68,2181200

    80057,37|32863 jZ

    ZZZ b

    ==

    =

    =

    2066,6343,17|73,661200

    55|13,24457,37|32853 jZ

    ZZZ c

    ==++=+

    =+=++=+

    85,7|6,7806,1063,7732406003,1333,17320|12,3126,1063,2932402003,1333,93

    2

    4

    jjjZZ

    jjjZZ

    b

    a

  • 46

    +=

    ==

    =

    ++

    =++=

    4833,223

    13,12|4,2286,1066

    13,12|2436626,1063,2936,1063,773

    20|12,31285,7|6,780)(||)( 42j

    jjZZZZZ abp

    =+=++++=++=

    57,26|2,4472004002066,63483,2231721131 jjjjZZZZ cp

    =

    ==

    57,26|447,057,26|2,447

    200

    Z

    EI A

    408057,26|44,8957,26|447,0200* jIES +==== VA 80= P W

    6.5. U shemi na slici zadano je =

    30|100U V, = 60|31Z , ,52 =R = 403R , = 30CX i = 2LX . Nacrtajte topografski dijagram i odredite napon abU

    .

    069,01724,08,21|186,08,21|385,5

    125

    12 jjY ===+=

    S

    012,0016,087,36|02,087,36|50

    13040

    13 jjY ====

    S

    ==+=

    82,16|1968,005697,01884,032 jYYY p S

    +==

    ==

    470,1863,482,16|080,582,16|19684,0

    11 jY

    Zp

    p

    =+=+++=+=

    59,32|552,7068,43629,647,1863,46,25,160|3 jjjZZ p

    6,0227,13594,2|241,1359,32|552,7

    30|100 jZ

    UI ==

    ==

    A

  • 47

    47,33398,214,57|722,3960|3594,2|241,1360|31 jIU +==== V

    =+=+==

    23,14|27,6753,16205,6547,33398,2150602,861 jjjUUU p V

    6487,1402,12572,7|521,128,21|186,023,14|27,6722 jYUI p ==== A

    047,184487,0098,51|3453,187,36|02,023,14|27,6733 jYUI p +==== A

    244,801,62572,7|56,625572,7|512,12522 jIU ==== V

    806,24297,3428,82|024,25223 jjIU +=== V

    878,41793,33098,51|812,5340098,51|3453,14034 jIU +==== V

    345,25408,31902,38|359,4090|3035 jIU === V

    ==++==

    27,119|49,57151,50111,28345,25408,31806,24297,353 jjjUUU ab V 24

    = UU

    U

    1U

    2U

    4U

    5U

    abU

    3U

  • 48

    6.6. Koliki napon pokazuje voltmetar u shemi na slici, ako je ( )+= 90sin230 te V? Zadano je: .2020,60,10,30 2121 ===== LCC XiXXRR

    ===+

    =+=

    IIIUU

    jjZ2154

    2

    ;00

    02020

    =

    ==

    901309030

    1REI A

    ===

    0|2090|2090|1)20(4 jIU V ===

    180|2090|2090|1205 jIU V 205 == UUV V

    6.7. Koje vrijednosti pokazuju instrumenti na slici? Zadano je =

    30|100E V, ,5 =R = 5LX i .5,2 =CX

    ==

    =

    55,25,12

    5,25)5,2(5 jjjj

    jjZ p

    ==

    45|2555 jZ

    =

    ==

    75|14,1445|25

    30|100Z

    EI A

    ===

    15|71,7090|575|14,14pV ZIU V

    1000514,14cos 22 ==== RIIUPW W

  • 49

    6.8. Odredite induktivitet L u shemi na slici, pod uvjetom da EMS ( )+= 60sin2202 te V prethodi struji izvora i za 30.

    Zadano: f = 50 Hz, R = 150 , C = 33 F.

    +

    -

    R

    LC

    e

    i

    3141002 === pipi f rad/s =

    ==

    46,961033314

    116C

    X C

    =

    60|220E V

    =

    =

    =

    =

    74,32|10607,574,32|34,178

    146,96150

    11 32 jjXRY C

    S

    32 10)03,3716,4(

    += jY S

    33

    3

    3

    3

    3321

    1

    10716,4/57735,010716,4

    11003,3)30(

    /10716,4

    11003,330

    30|3060|

    )11003,3(10716,4

    11

    =

    =

    ==

    ===

    +=+=

    ==

    L

    L

    L

    LL

    Xtg

    tgXarctg

    YEYEYEI

    XjYYY

    XjjXY

    33 10723,211003,3 =LX

    LXX

    L

    L

    ==

    =+=

    73,173

    107558,510723,21003,31 333

    553,0314

    73,173==L H

  • 50

    6.9. U shemi na slici odredite C tako da, uz poznati R, napon

    2U prethodi naponu

    1U za 90.

    1U

    2U

    R R

    C C

    RC

    CXR

    XRXR

    RR

    XR

    RXj

    RXR

    U

    U

    RUIRIU

    RUXj

    RXRI

    RXRXjRU

    IR

    RXRXjjRXRIRIR

    jXRjXRU

    IR

    jXRIIjXRIRIRIjXRU

    C

    CC

    C

    CC

    CCCC

    CCCCC

    CC

    C

    110

    /0

    3

    33

    222)(

    2)2(0

    )(

    2222

    22

    22

    2

    22

    2

    1

    2222

    222

    2

    22

    1

    2

    222

    221

    2121

    211

    ===

    ==

    =

    =

    ==

    =

    =

    =

    =

    =+=

    =

  • 51

    6.10. U shemi prema slici odredite trokut snage na impedancijama 1

    Z , 2

    Z i na strujnom izvoru, ako je zadano: =

    60|61Z , = 75|82Z i = 30|30I A.

    ===

    90|1860|630|3101 ZIU V ===

    105|2475|830|3202 ZIU V

    77,462760|5430|390|18*011 jIUS +==== VA 55,6963,1875|7230|3105|24*022 jIUS +==== VA

    =+=

    6,68|12532,11663,450 jS VA

    6.11. U shemi na slici odredite vrijednosti svih struja i trokut snage izvora. Zadano: R = 2,68 , R1 = 10 , = 352R , XC = 10 , XL = 5 , =

    30|25E V, f = 50 Hz.

    R1 R2

    R

    +

    X LX CE

    -

    I

    1I

    2I

    05,005,045|07071,045|14,14

    11010

    11 jjY +====

    S

    05,00866,030|1,030|101

    5351

    2 jjY ===+=

    S

    =

    0|1366,0pY S =+==

    1032,7 pp ZRZZ

  • 52

    =

    =

    30|5,210

    30|25I A ===

    30|7,668,230|5,2RIU R V

    ===

    30|3,1830|7,630|25Rp UEU V ===

    75|294,145|07071,030|3,1811 YUI p A 83,130|1,030|3,1822 === YUI p A

    5,6230|5,230|25* === IES VA

    6.12. U zadanoj shemi na slici odredite impedanciju

    Z tako da kroz nju tee struja AI =

    0|1 . Zadano: =

    30|10E V , R = XC = 5 , R1 = 10 .

    145|25

    45|25

    45|25550|1

    21

    2

    2

    2

    +

    =+=

    ==

    ===

    ===

    ZIII

    Z

    Z

    UI

    jjXRZ

    ZZZIU

    R

    p

    C

    p

    =

    =

    +

    +=

    ++

    +=

    =+

    =++=+=

    +=

    +

    ==

    43,78|315,2565,26|2361,2

    105|1764,52

    53397,111110566,8

    1030|10)145|2(30|101045|2

    1045|2145|2510

    1

    111

    jj

    jjZ

    Z

    ZZUUE

    ZZIRU

    pR

    RR

  • 53

    6.13. U shemi na slici zadano je: =

    90|2100E V, R = XL = XC =10 . Nacrtajte topografski dijagram i odredite napone

    32U i

    24U .

    R

    X L X CE

    X L

    R

    1U

    2U

    3U

    4U

    5U

    pU

    32U

    24U

    05,005,045|07071,045|210

    1101010

    11 jjY ===+=

    S

    05,005,045|07071,045|210

    11010

    12 jjY +====

    S

    1,0=

    pY S =

    10pZ

    =+=+=

    452101010 jjXZZ Lp

    =

    =

    45|1045|210

    90|1002I A

    71,7071,70135|10090|1045|101 jjXIU L +====

    V

    =+=+==

    45|10071,7071,7071,7071,7021001 jjjUEU p V 071,745|07071,045|10011 === YUI p A 071,745|07071,045|10022 jYUI p === A

    71,7090|10071,713 jjXIU L ===

    V

    71,7010071,712 ===

    RIU V

    71,7010071,724 jjRIU ===

    V

    ( ) 71,7010071,7)(25 ===

    jjjXIU C V

  • 54

    ==

    45|100132 UU V =

    90|71,7024U V

    6.14. U shemi prema slici zadano je: R1 = 10 , XC = 4 , a otpor R je promjenjiv. Odredite takav otpor R da je fazni pomak izmeu struje i napona 45.

    +

    -

    RR1

    X CE

    I

    rjeenjenijeRR

    RR

    RXXRRR

    RXRRXR

    RXRXR

    XXR

    RR

    XRXj

    XRR

    RY

    XRjXR

    RjXRjXR

    jXRREI

    jXRREjXRE

    REI

    CC

    CC

    CC

    C

    C

    C

    C

    C

    C

    C

    C

    C

    C

    CC

    ==

    =+

    =++

    =++

    ++

    =

    ++

    ++

    ++=

    +

    ++=

    +

    +

    +=

    +=

    +=

    12''2'

    024100)(

    )(/1

    1

    111

    )11(

    211

    211

    22

    122

    22221

    22221

    2211

    11

    6.15. Na tri troila, prikljuena paralelno na mreu, izmjereni su sljedei podaci: a) S1 = 1500 VA, cos 1 = 0,8 (ind), b) S2 = 2000 VA, cos 2 = 0,6 (kap), c) S3 = 2500 VA, cos 3 = 0,9 (ind). Izraunajte trokut ukupne snage, kao i faktor snage.

    a) 12008,01500cos;87,36 1111 ==== SP W 9006,01500sin;6,0sin 1111 ==== SQ var

    b) 12006,02000cos;13,53 2222 ==== SP W ( ) 16008,02000sin;8,0sin 2222 ==== SQ var

    c) 22509,02500cos;84,25 3333 ==== SP W 7,10894359,02500sin;4359,0sin 3333 ==== SQ var

    4650321 =++= PPPP W 72,389321 =++= QQQQ var

    =+=

    79,4|3,4666jQPS VA 9965,0cos =

  • 55

    6.16. U nekom pogonu izmjerena je prividna snaga S1 = 10 kVA i cos 1 = 0,8 (ind). Nakon prikljuenja elektrinih grijalica (cos 2 = 1), novi faktor snage iznosi cos = 0,9 . Odredite radnu snagu prikljuenih grijalica.

    1 |

    S1

    P1

    P2

    P2

    Q1 Q1S |

    6,0sin87,36

    1

    1

    =

    =

    88,010cos 4111 === SP kW 66,010sin 4111 === SQ kvar

    PQ

    tg 1'

    84,25'9,0'cos

    =

    ==

    45,1238884,25

    106'

    31

    =

    ==

    tgtgQP

    W 21 PP +=

    45,438810845,12388 32 ==P W

    6.17. U pogonu je izmjerena prividna snaga S =10 kVA, a nakon prikljuenja sinkronog motora prividne snage S1 = 1,5 kVA i cos 1 = 0,65 (kap) , izmjeren je faktor snage cos = 0,9 (ind). Odredite faktor snage (cos ) prethodnog optereenja S =10 kVA.

    =+

    ==

    ==

    3,75'842,25'9,0'cos

    458,4965,0cos

    1

    11

    01075,97'257,7613,75cos'15002'150010

    3,75cos'2

    62'

    2281

    2'21

    2

    =

    +=

    +=

    SSSS

    SSSSS

    8,10274'=S VA

    97565,01500cos 111 === SP W 9,1139)76,0(1500sin 111 === SQ var

    1

    |

    S1

    Q

    S |

    1

    Q

    S

    Q|

    P|PP

    92479.08,10274'cos'' === SP W

    3,82729753,9247' 1 === PPP W

    68,447843588,08,10274'sin'' === SQ var

    58,56189,113968,4478' 1 =+== QQQ var

    =+=

    184,34|104jQPS VA

    8272,0cos =

  • 56

    6.18. Transformator prividne snage S = 30 kVA optereen je troilom prividne snage 30 kVA i cos = 0,75 (ind). Nakon kompenzacije pomou kondenzatorske baterije, faktor snage iznosi 9,0'cos = (ind).

    a) Odredite jalovu snagu koju je preuzela kondenzatorska baterija. b) Kojom se dodatnom snagom faktora snage cos 1 = 1 smije opteretiti transformator

    nakon kompenzacije?

    6614,0sin41,41 ==

    4843,0'84,25' == tg

    198436614,01030sin 3 === SQ var

    2250075,01030cos 3 === SP W a)

    2,108974843,022500'''' ==== tgPQPQ

    tg var

    89461089719843' === QQQC var b) 279502,10897)1030('' 22322 === QSP W

    85,54502250027950' ==PP W

    6.19. U shemi na slici vatmetri pokazuju: P1 = 208 W, P2 = 160 W. Ako je R = 12 i E = 120 V, odredite kut impedancije

    Z .

    4816020821 == PP W 1222 == IRI

    2412482

    === II A

    =

    === 68,02120

    208'cos'cos 11 EI

    PIEP

    5756,0'926,29' == tg

  • 57

    E

    R

    Z

    1W 2W

    |

    S |

    QS

    P2 P1

    P

    Q

    733,1195756,0208'' 11

    ==== tgPQtgPQ

    var

    =

    ===

    8,36

    74833,0160

    733,1192

    PQ

    tg

    6.20. U mrei na slici odredite: otpor R, napone UL i UC, ako je zadano: =

    0|100E V, =

    18|II A, = 400 rad/s, R1 = 30 , L = 225 mH i C = 50 F.

    E

    R R1

    L CI

    XI

    +=

    ==

    =

    =

    ==+=

    =

    =

    =

    ==

    =

    ==

    ===

    4,142,19

    87,36|2487,36|6041,0

    187,36|6041,0

    025,0301

    025,05090)(

    13011

    501050400

    1190225,0400

    21

    2

    11

    6

    j

    Z

    jYYY

    jjXXjY

    RY

    CX

    LX

    p

    p

    CL

    C

    L

    =

    ==+

    =

    ++=+=

    12,252,1918

    4,14182,19

    4,144,142,19

    tgRtg

    Rtg

    jRRZZ p

    =+=

    18|6,464,1432,44 jZ

  • 58

    =

    ==

    18|146,218|6,460|100

    Z

    EI A

    ===

    87,18|5,5187,362418|146,2pp ZIU V ===

    3,71|287,190|025,087,18|5,512YUI pX A ===

    87,18|9,11590|903,71|287,1LXL jXIU V ===

    1,161|4,6490|503,71|287,1)( CXC jXIU V

    6.21. Na transformator nominalne snage 22=nS kVA prikljueno je troilo prividne snage 15=S kVA i faktora snage .7,0cos =

    a) Kolika se maksimalna snaga istog omskog troila smije prikljuiti? b) Kolika se snaga istog omskog troila smije prikljuiti da faktor snage iznosi 8,0'cos = ?

    22=nS kVA

    15=S kVA 712,105,1057,45|15 jS +== kVA jQP += 7,0cos =

    a)

    Q

    S

    P

    S n

    Pa

    ==

    =

    ++=

    5,10712,1022

    )(

    22

    22

    222

    PQSPQPPS

    na

    an

    716,8= kW

    b)

    == 87,36'8,0'cos

    bPPQ

    tg+

    ='

    783,35,1087,36

    712,10'

    =

    ==

    tgP

    tgQPb kW

  • 59

    7. Rezonancija

    7.1. U mrei, prema slici nastaje rezonancija pri frekvenciji = 5000 rad/s, pri emu su instrumenti izmjerili sljedee vrijednosti: UV = 30 V, IA = 225 mA, IA1 = 625 mA. Odredite RLC i nacrtajte topografski dijagram.

    R

    E C

    L

    CI

    I

    E

    RULU

    CI

    LI

    5831,0225,0625,0 2222 === III LC A

    CIEXC

    C

    145,515831,030

    ====

    887,345,51105

    13 =

    =C F

    LL

    LL

    C

    jXRjZIEZ

    II

    tg

    +=+=====

    =

    ===

    78,4428,179,68|4848625,030

    9,68

    5915,2225,05831,0

    96,810578,4478,44 3 =

    ====

    LLXLLX mH

    7.2. U shemi prema slici struja i napon izvora su u rezonanciji pri f = 60 Hz, pri emu vatmetar pokazuje 100 W. Zadano je: R = 16 i XL = 12 . Odredite kapacitet C i struje.

    3771202 === pipi f rad/s =+=+=

    87,36|2012162 jjXRZ L 03,004,087,36|05,02 jY ==

    S

    03,004,021 jCjYYY +=+=

    58,79377

    03,003,00 ====

    =

    CCYIm F

  • 60

    C

    E

    R

    L

    CI

    I

    E

    CI

    LI

    5,216

    1002====

    RPIRIP LL A

    287,36cos5,2coscos ==== LL

    IIII A

    5,187,36sin5,2sinsin ==== LCL

    C IIII A

    7.3. Shema na slici je u rezonanciji. Poznati su snaga P = 80 W te struje I = 4 A i IL = 5 A. Odredite R, XL i XC.

    C

    E

    R

    L

    CI

    I

    E

    CI

    LI

    ==== 2,3580

    222

    LL I

    PRRIP

    3162522 === III LC A

    ===

    =

    ====

    4,287,362,3

    87,368,054

    cos

    tgtgRXRX

    tg

    II

    L

    L

    L

    ===

    ===

    ==

    =+=+=

    6,63

    20203

    90|90|3)(0|2087,36|487,36|5

    87,36|44,22,3

    CC

    CCC

    LL

    LL

    XX

    XjXI

    ZIE

    jjXRZ

  • 61

    7.4. U shemi na slici nastaje rezonancija pri frekvenciji f = 400 Hz. Ako je zadano E = 50 V, R1 = R2 = 20 i C = 10 F, odredite L i struju iC.

    E

    R1 R2C

    L

    27,25138002 === pipi f rad/s

    0251327,0101027,2513 6 == C S

    =+=+=

    687,26|05596,00251327,005,012

    jCjR

    Y p S

    LXZI

    jXjjXZRZjZ

    YZ

    Lm

    LLp

    p

    p

    p

    ===

    =

    =++=++=

    =

    =

    ==

    025,80

    966,35025,8966,1520

    025,8966,15

    687,26|869,17687,26|05596,0

    11

    1

    1932,327,2513

    025,8==L mH

    39,1966,350|50

    =

    ==

    Z

    EI A

    ===

    687,26|84,24687,26|869,170|39,1pp ZIU V

    ==

    =

    31,63|6244,090|02513,0687,26|84,24C

    pC jX

    UI A

    )31,6327,2513sin(883,0 += tiC A

  • 62

    7.5. U shemi na slici zadano je e = sin 105t V, R = 10 , L = 0,4 mH i C1 = 0,1 F. Odredite C2 tako da mrea bude u rezonanciji. Kolika je pri tome radna snaga?

    +

    -E

    C1 C1

    R

    L

    7071,002

    1==

    E V

    === 40104,010 35LX L

    =

    ==

    100101,010

    1165

    11 C

    X C

    =+=+=

    9,75231,4140101 jjXRZ L

    02353,010882,596,75024253,01 3

    1

    1 jZ

    Y ===

    S

    CjjYYY p +=+=

    02353,010882,5 321 S

    02353,00 ==

    CYI pm S

    29,2351002353,0

    5 ==C nF 1353,0221 =+= CCC F

    94,210882,57071,0 322 === pYEP mW

    7.6. U shemi na slici zadano je e = 21 2 sin 103t V, R1 = 10 , R2 = 40 , L = 100 mH. Odredite C takav da mrea bude u rezonanciji. Koliki je tada napon UL?

    =

    021E V 310= rad/s

    === 1001,0103LX L

  • 63

    ====

    8,21026926,001,0025,0100

    140111

    2

    SjjX

    jR

    YL

    p S

    +==

    793,13483,348,21139,37 jZ p

    =++=+=

    483,44793,13483,34101 CCp XjjjXZRZ

    CXZI Cm

    1793,130 ===

    5,72793,1310

    113 =

    ==

    CXC

    F

    4721,00483,44

    021=

    ==

    Z

    EI A

    ===

    8,21533,178,21139,374721,0pL ZIU V

    7.7. U shemi na slici, koja je u rezonanciji pri frekvenciji f = 400 Hz, poznato je da je snaga na otporu R1 tri puta manja od snage na otporu R2, dok je snaga izvora P = 1024 W. Zadano je R1 = R2 = 100 . Odredite L, C i EMS e.

    27,251340022 === pipi f rad/s 1024=P W

    32

    1PP =

    PPP =+ 21

    3/3 2

    2=+ PPP

    PPP 33 22 =+ PP 34 2 =

    768102475,043

    2 === PP W ; 25632

    1 ==PP W

    6,1100256

    1

    1===

    RPI A

    R2

    -jXCZC

    IC IL

    ICIL

    I

    UP E

  • 64

    7713,2100768

    2

    2===

    RPIC A

    26274,26,17713,2 2222 === III CL A

    ==== 736,544142,16,1

    26274,2 II

    tg L

    ==== 42,1414142,110022

    tgRXRX

    tg CC

    8135,242,14127,2513

    11=

    ==

    CXC

    F

    ===

    736,542,17342,1411002 jjXRZ CC

    ===

    0480736,542,173736,547713,2CCp ZIU V

    4,8427,2513

    132,21290132,2129026274,2

    0480====

    ==

    L

    L

    PL

    XLI

    UjX mH

    6404801006,11 =+=+=

    pURIE V ( )te 7,2513sin1,905= V

    7.8. U shemi na slici poznato je e = 64 sin 2000t V, i = 5 sin 2000t A i R = 8 . Odredite L i C te nacrtajte fazorski dijagram.

    +

    -e

    W

    C

    L

    *

    RiC

    iL*

    i

    iC

    iC

    Ei

    1602

    52

    64=== EIP W 4721,4

    81602

    ====RPIRI LL A

    7386,22

    254721,4 222 === III LC A

    R

    X LZ

  • 65

    ==

    == 761,3779057,044721,42

    5cos

    LII

    LtgtgRX L ==== 19677,6761,378

    098,3200019677,6

    ===

    LXL mH

    =+=

    761,37119,10LL jXRZ

    ===

    02548,45731,37119,10761,374721,4LLp ZIU V

    ( ) == 90907386,2 CCC XXjI

    == 525,167386,22548,45

    CX

    26,30525,162000

    11=

    ==

    CXC

    F

    7.9. U shemi na slici odredite frekvenciju naponskog izvora pri kojoj je snaga na otporu R maksimalna. Zadano: Em = 100 V, Ru = 10 , L = 2 mH, C = 0,88 F i R = 40 .

    tEe m sin=

    RIP 2=

    ( ) ( )22 CLu XXRREI

    ++=

    fLCLC

    pi 2836,2388,0102

    1113

    2==

    ===

    7937,32836,23

    ==

    pif Hz

    0= CL XXZIP

    CL

    1=

  • 66

    7.10. Odredite impedanciju

    1Z u shemi na slici tako da vatmetar pokazuje maksimalnu snagu. Zadano: R2 = 8 , X2 = 6 , R3 = 12 , X3 = 5 i E = 110 V. Nacrtajte fazorski dijagram.

    06,008,087,361,068

    1122

    2 jjjXRY ==+=+=

    S

    0296,0071,06,22077,0512

    1133

    3 jjXjRY +====

    S

    ==+=

    39,11154,00304,0151,031 jYYY p S

    +===

    2818,1364,6387,11492,61 jY

    Zp

    p

    =+=

    2818,111 jZZZZ p

    7.11. U mrei na slici odredite C tako da napon i struja budu u fazi. Zadano: R = 10 , L = 20 mH, f = 223 Hz.

    15,140122322 === pipi f rad/s

  • 67

    === 023,28102015,1401 3LX L

    ==

    9003568,011LX

    jY S

    222 1010

    1010

    1011

    C

    C

    C

    C

    CC XXj

    XjXj

    XjXjRY ++

    =

    +

    +

    =

    =

    21

    += YYY p ; 0Im =

    pY

    ( )2222 10/110 CLLCC XX

    XXX

    +=+

    2210 CLC XXX +=

    0100023,282 =+ CC XX

    95,29826,2315,1401

    11826,231

    1 1 =

    ===C

    C XCX

    F

    17,01971,415,1401

    111971,42

    2 2 =

    ===C

    C XCX

    mF

    301 = CC F

  • 68

    8. Metode i teoremi linearnih elektrinih mrea

    8.1. Odredite radnu i jalovu snagu u shemi na slici. Zadano: R1 = 2 , R2 = 10 , R3 = 5 , R4 = 2 , R5 = 10 , X1 = 2 , X2 = 5 , X3 = 2 ,

    =

    0101E V, =

    3052E V, =

    90103E V.

    ( ) ( ) 1055371 321 =+

    IjIjI ( ) ( ) ( ) =++ 15052231252 321 jIjIIj ( ) ( ) ( ) =+ 90102172253 321 jIjII ( ) ( ) 24,04,34,04,0 321 jjIjII ++=

    ( ) ( ) ( ) 105524,04,34,04,03731 323322 =

    +++++

    IjIjIjIIjIj

    +=+

    ++

    +

    = 223 06,20246177,049,6199696,04,7204,34

    4,7201416 IIj

    jjjI

    ( ) ( ) 271,642345,306,20246177,049,6199696,04,04,03 221 jIjII +

    ++=

    +=

    684,4272425,1764,5472797,0 2I

    ( ) ( )+++

    +

    312684,4272425,1764,5472797,09052 22 jII

    =

    ++

    150506,20246177,049,6199696,013582843,2 2I

    =

    02,530931,02I A 18203,04284,002,530931,01505*222 jIUS +===

    VA

    =

    53,416656,11I A 043,114688,1253,416656,110*111 jIUS +===

    VA

    =

    54,60981,03I A 825,45416,854,60981,09010*333 jIUS ===

    VA

    4,66,20 jS +=

    VA

  • 69

    8.2. U shemi na slici odredite sve struje grana i radnu snagu mree. Zadano: R1 = R2 = R3 = 3 , X1 = X3 = 3 , X2 = 1,5, =

    061E V, =

    9062E V.

    +

    -E1

    +

    -E2

    R1X1 X2R2

    X3 R3

    0

    I1 I3I4 I5

    I2

    a)

    1) ( ) ( ) 2903606333 221 jIjIjjI aaa =

    ==+

    A

    2) ( ) 05,15,1333 21 =+++

    jjIIj aa ( ) 05,15,423 1 =+

    jjIj a 3:/0933 1 =++

    jIj a jjIj a =

    /311

    jI a =

    31

    jjjIII aaa =+==

    323213 A

    jII aa ==

    45 A

  • 70

    b) rezonancija

    ==

    = bb IjjI 45 66

    133

    33 1121 =

    ====

    jj

    jIjb

    bbb A

    133

    31

    3 =

    =

    =

    jj

    jIb

    b A

    superponiranjem a) + b) dobivamo:

    ===+=

    56,2624,2213111 jjIII ba A

    222 jII a ==

    A

    ==+=+=

    56,20624,2213333 jjIII ba A

    0444 =+=+=

    jjIII ba A

    jjjIII ba 2555 ==+=

    A

    ( ) ( ) 2434043252422 =++=++= IIIP W

  • 71

    8.3. U shemi na slici odredite struje svih grana. Zadano: R1 = R2 = 10 , R3 = 5 , X1 = X3 = 10 , X2 = 5 , =

    010I A, =

    010E V.

    R1

    X1 R2

    R3

    E

    + -

    I1

    I2

    I3

    I0

    I4

    X2

    X3

    1 2

    0

    ( ) 1101010

    11 21 =

    +

    jj

    ( )1010

    101010

    155

    11010

    2 21 jjjjj

    =

    ++

    ++

    ( ) += 9010/14521,0901,01 12 +=

    901045212

    ( ) 5,05,04349,1815811,090104521,02 11 jj =

    ++

    1,01,010

    4524525

    1 j==

    05,005,020

    45245210

    1 j+==

    =+=+++ 4349,1815811,005,015,005,005,01,01,01,0 jjjj

    5,05,013525,02

    452452

    1 j===

  • 72

    ( ) 5,05,05,15,01,02,01,01 jjjj =++

    518054522,0

    13522,02,0

    11 ==

    =

    +=

    jj V

    ====

    10135251045218051045212 jjj 551055 jjj =+ V

    5,0105

    101

    1 ==

    =

    I A

    5,01805,09010

    9059010

    55510

    214 ==

    =

    ++=

    =

    jjI A

    145254525

    552

    2 =

    =

    +

    =

    jI A

    5,01805,045210

    135254521055

    10105510

    101010 2

    3 ==

    =

    +=

    ++=

    =

    jj

    jjI A

    8.4. U mrei na slici odredite struje svih grana i radnu snagu svih izvora. Zadano: e = -100 2 cos 104 t V, i0 = 10 2 sin 104 t A, R = 10 , L = 4 mH, C = 2,5 F.

    ( ) ( )=+= 90sin210090sin2100 tte 100 =

    I A ( ) cos90sin =+

    10090100 jE ==

    V 410= rad/s

    4104 == LX L mH = 40

    64 105,21011

    ==

    CX C

    = 40

    (1) ( ) 1002 01 jRIXjRI L =+

    3143.108162,3435,6372,444542,141

    40201001010

    1 jjjI ==

    =

    +

    =

    A

  • 73

    (2) ( ) 1002 02 jRIXjRI C =+

    31565,71162,343,6372,47

    13542,1414020100100

    2 jjjI ==

    =

    =

    A

    63131213 jjjIII =+=+=

    A

    ====

    74,1644,113111031014 jjIII A

    ==+=+=

    26,154,113111031025 jjIII A

    60090690100*3 ===

    IESe W

    ( ) 2201031131145540 =++=

    =+=

    jjRIIRIRIU V

    22000100220*000 ===

    IUSi W

  • 74

    8.5. U mrei na slici odredite EMS 2

    E tako da je struja grane 1

    I = 0.

    Zadano: =

    0501E V; R1 = 5 ; R2 = 10 ; R3 = 2 ; X1 = 5 ; X2 = X3 = 4 .

    + -E1 R1

    R2

    +

    -E2

    R3

    X1

    X2 X3

    12

    3

    0

    I1=0

    ( ) 5100501 32 jII =

    ( ) ( ) 24122 322 =

    IjIE konturne struje

    ( ) ( )jII ++= 2203 32 ( ) ( )35,0051 32 =

    IjI

    ( ) ( ) ( )jIIji += 21031 33 ( ) += 32210 Ij

    5,25,24525,2452

    254522

    103 jI ===

    =

    A

    ( ) 25,125,15135225,15905,04525,251 2 jI =+=+=

    == 25,175,3 j

    25,175,3 j= = 435,18958,3 A

    ( ) ( ) == 5,25,22435,1865,12435,18958,32 2 jE 5587,3650 j+= ==+= 54,3501,432535553040 jjj V

  • 75

    8.6. U mrei na slici odredite napon ABU

    .

    Zadano: R1 = R2 = 2 ; X1 = 5 , X2 = 10 ; X3 = 4 ; =

    0100I A.

    ==+

    310

    1550

    105105 jjjjjj

    22059,0132353,004,592572,004,598873,3

    1

    3102

    11 j

    jY ==

    =

    +=

    S

    2,01,0435,6322361,0435,63472,4

    142

    12 jjY ===+=

    S

    ==+=

    08,614805,0420588,0232353,021 jYYY S

    ==

    08,61081,21

    YZ

    ===

    08,6181,2008,61081,20100 ZIU p V

    191,035,504,235273,504,592572,008,6181,2011 jYUI p +====

    A

    191,065,4353,26533,4435,6322361,008,6181,2022 jYUI p ====

    A

    83,17635,004,92842,17903

    1004,23527,53

    101 jjIA +====

    V

    598,187643,065,8761,18904353,26533,442 jjIB +====

    V

    ===

    3,1516,177,04,1 jU BAAB V

  • 76

    8.7. U mrei na slici idealni voltmetar mjeri napon UV = 400 V kad je sklopka u poloaju 1. Koliku struju mjeri idealni ampermetar kada je preklopka u poloaju 2? Kolike su efektivne vrijednosti struja I1, I2 i EMS E? Zadano: R1 = R2 = R3 = R4 = X1 = X2 = X3 = X4 = 10 .

    + -E

    V

    A

    R1

    R2

    R3 R4

    1

    2S

    X1

    X2 X3 X4

    I

    I1I2

    400=TE V

    ====

    4521,01,01,01010

    11 j

    jY S

    =+=+=

    4521,01,01,01010

    12 j

    jY S

    +===

    554525452

    101 jZ

    ===

    554525452

    102 jZ

    =++=+=

    10555521 jjZZZT

    05,005,045205,0452

    21,045210

    11010

    13 jjY ====+=

    S

    05,005,045205,0452

    21,045210

    11010

    14 jjY +=====

    S

    1,005,005,005,005,043 =++=+=

    jjYYYp S =

    10pZ

    201010

    400=

    +=

    +=

    PT

    TA

    ZZ

    EI A 2001020 === PAP ZIU V

  • 77

    210205,020031 === YUI p A

    210205,020042 === YUI p A

    =

    =

    += EEj

    EI 45205,0452101010

    '

    =

    =

    = EEjEI 45205,0

    452101010''

    ++

    ( ) ==

    ==

    451451205,010'''1010''10'400 EIIII

    ( ) === EjEjjE 90414,125,07071,07071,07071,07071,025,0 400=

    E V

    8.8. U shemi na slici zadano je: R1 = 5 , R2 = 4 , R3 = 3,1 , X3 = 3,5 , X4 = 5 , R5 = 6 , =

    0|301E V, = 0|202E V. Odredite radnu snagu na otporu R3. Kolika bi morala biti impedancija 333 ''' jXRZ +=

    da bi otpor R'3 troio maksimalnu snagu? Kolika je ta snaga?

    =+=+

    =

    +

    ++

    =+=

    4,24525,21024

    45259025

    6464

    55555) 521 j

    jRRjRZa T

    +=++= 5,29,44,25,25,2 jj

    =

    =

    +

    +=

    +

    +=

    12452590150

    664

    20555

    305

    52

    24

    41

    1 jjRRREXjjXR

    EET

    1531215151245215 jj +=+== V

  • 78

    =

    =

    +++

    +=

    ++=

    82,415297,187,3610

    69,78297,155,31,35,29,4

    153

    33jj

    jXjRZ

    EIT

    T A

    254,71,35297,1 2323 === RIP W

    ==

    5,29,4') *3 jZZb T

    5,29,45,29,4153

    '3

    max jjj

    ZZ

    EIT

    T

    ++

    +=

    +=

    =

    = 69,785609,19,42

    69,78297,15A

    94,119,45609,1' 232maxmax3 === RIP W

    8.9. U shemi na slici odredite impedanciju

    Z tako da se na njoj troi maksimalna snaga. Kolika je ta snaga? Zadano: R1 = 20 , R2 = 12 , X1 = 16 , X2 =10 , X3 = 16 , =

    01001E V,

    70702 jE +=

    V , =

    050I A.

    +

    -

    R1

    E1

    i0

    +-E2

    R2

    X1

    X2

    X3

    Z

    ( )=+

    =+

    =++

    =

    10565,267771,35

    13,5340010

    163232024010

    161220161220 jjj

    jjjjZT

    +=+=+= 5101051010565,2618,11 jjjj

    ==

    510*

    jZZ T

  • 79

    +

    -

    R1

    E1

    i0

    +-

    R2

    X1

    X3

    EX2

    20

    -j16

    j10

    100 0o

    70+j70 V12

    5 0o

    II

    ET

    (a)

    (b)

    25,15,2565,267951,2565,267771,35

    100161220

    100' jjI +===+=

    A

    ( ) 25,15,21632

    1001612

    1161220

    1612205'' jjjjjI +=

    =

    +

    =

    A

    ( ) ( )( ) =+++=++

    +=

    707016125,2570701612''' jjjjjIIET

    =+=++= 71,6172,17120170707050100 jjj V

    =

    =

    +=

    71,65586,820

    71,6172,171

    ZZ

    EIT

    T A

    5,732105586,8 22 === RIP W

    8.10. U shemi prema slici odredite struju I primjenom a) Theveninova teorema, b) Nortonova teorema, c) teorema recipronosti.

    Zadano: R1 = R4 = 2 , R2 = 3 , X2 = 4 , X3 = 2 , X4 = 3 ,

    Z = 5+j , =

    30|100E V.

    +==

    =

    +

    =

    +

    =

    jjjj

    XjRXjRZa 145

    222

    45224

    2222)

    31

    311

    =

    +

    =

    ++

    =

    ++

    =

    31,56606,31

    13,5351

    321

    43111

    44222 jjXjRXjRY

    ==++=+= 07077,0273846,023077,015385,016,012,031,5627735,013,532,0 jjj= 49,14282843,0 S

    +==

    8846,0423,349,145355,32 jZ

    superpozicija

  • 80

    =+=+=

    078,2380777,48846,1423,421 jZZZT

    =+=+++=+=

    02,178547,98846,24231,958846,1423,4 jjjZZZ Tuk

    =

    =

    +

    =

    +=

    75225452230100

    2230100

    '

    31 jjXREI A

    ( ) ( ) =

    =

    ++

    =

    ++=

    69,18612,1931,11099,5

    301004323

    30100''

    2442 jXXjRREI A

    ( ) ==+= 31,5660555,369,18612,1990275225''' 443 XjRIXjIET ==+== 862,243,121632,43008,563,183,6862,3771,7015250 jjj

    = 69,63735,27 V

    =

    ==

    71,808144,202,178547,969,63735,27

    uk

    T

    Z

    EI A

    b) =+=++=+=

    +=

    +=

    16,062,016,012,05,013,532,05,013,535

    15,043

    121

    1 jjjY

    = 47,1464031,0 S

    =+=

    +=+

    +

    =

    31,5627735,05,031,5660555,3

    15,032

    122

    jjjjY

    ==+= 111,78746789,073077,0153846,023077,0153846,05,0 jjj S

  • 81

    ZT Z

    I

    Ik

    ==

    ==

    39024,05122,147,1456174,147,1464031,0

    11

    1

    1 jY

    Z

    +==

    ==

    31034,127587,0111,78339066,1111,78746789,0

    11

    2

    2 jY

    Z

    =+=+=

    23,270109,29201,078807,1' 21 jZZZu

    =

    ==

    23,577285,4923,270109,2

    30100

    'u

    iZ

    EI A

    ===

    7,71663,7747,1456174,123,577285,4911 ZIU i V

    ===

    88,20589,66111,78339066,123,577285,4922 ZIU i V

    9464,4723955,1457,185326,1513,535

    7,71663,77

    22

    12 jjXR

    UI ==

    =

    =

    A

    704681,10047159,1543,3546638,1831,56606,3

    88,205898,66

    44

    24 jjXR

    UI ==

    =

    +=

    A

    ==++=+=

    75828,53232,0704681,10047159,159464,4723955,1442 jjjIIIk

    = 79,867673,5 A

    =

    =

    +=

    73,80814,202,178547,908,2380777,4

    79,86673,571

    ZZZ

    ZZIIT

    Tk A

  • 82

    c)

    =

    ===

    02,4714744,1002,178547,9

    3010002,178547,9)

    uk

    iukZ

    EIZa A

    ===

    02,23506,1445202,4714744,1011 ZIU i V

    ===

    53,328763,3549,145355,302,4714744,1022 ZIU i V

    947,9201413,084,88949,931,56606,353,328763,35

    44

    24 jjXR

    UI ==

    =

    +=

    A

    1709,725292,002,921753,7902

    02,23506,14

    3

    13 jjX

    UI ==

    ==

    A

    ==++==

    71,80813,27761,245433,01709,725292,0947,9201413,034 jjjIII A

  • 83

    9. Viefazni sustav izmjeninih struja

    9.1. Odredite sve struje i snagu trofaznog troila spojenog u zvijezdu a) s nulvodiem ( R0 = 0 ) i b) bez nulvodia. Zadano: otpori faza R1 = 50 ; R2 = R3 = 100 i fazni napon VU f =

    0|2201 simetrinog trofaznog sustava EMS.

    a) 00 =R ===

    04,450

    0220

    1

    11 R

    UI A

    905,11,11202,2100

    1202202

    22 jR

    UI ==

    ==

    A

    905,11,11202,2100

    1202203

    33 jR

    UI +==

    ==

    A

    =+=++=

    02,2905,11,1905,11,14,43210 jjIIII A

    19361002,22504,4 22323222121 =+=++= RIRIRIP W

    b) =0R =

    =

    ++

    +

    +

    =

    05504,002,2

    1001

    1001

    501

    100120220

    100120220

    50220

    0'0U V

    1655502200'010'10 ===

    UUU V 3,31 =

    I A

    555,190110551202200'020'20 ===

    jUUU

    == 88,13004,2525,190165 j V

    ===

    1,22952,21305204,22

    '202 R

    UI A

    =+===

    88,13004,252555,190110551202200'030'30 jUUU V

    ==

    13152,23

    '303

    RUI A

    1815210052,2503,3 223232

    221

    21 =+=++= RIRIRIP W

  • 84

    9.2. Trofazno troilo prema slici spojeno je na simetrini sustav EMS faznog napona Uf = 100 V. Odredite pokazivanje vatmetra ako je =

    90|101Z , =

    60|102Z , =

    30|103Z .

    = 30310013U

    1

    2

    3

    =

    ==

    180106010120100

    2

    22

    Z

    UI A

    1500150cos103100cos213 === IUPW W

    9.3. U shemi na slici odredite to pokazuju instrumenti ako je: +=

    431 jZ , +=

    862 jZ , +=

    16123 jZ i linijski napon Ul = 173 V.

    Z1

    Z3 Z2

    01

    W1

    W3

    W2

    A

    **

    **

    **

    2

    3

    0

    1 1

    23

    1

    3

    2

    161213,532013,535

    100

    1

    11 j

    Z

    UI ==

    ==

    A

    1200320212

    11 === RIP W

    19615,1982,913,1731013,5310120100

    2

    22 j

    Z

    UI ==

    ==

    A 60061022222 === RIP W

    598,49641,187,66513,5320

    120100

    3

    33 j

    Z

    UI +==

    ==

    A 30012523233 === RIP W

    ==++=

    2,7223,13598,12036,43210 jIIII A 23,130 = I A

  • 85

    9.4. U shemi na slici zadano je: R = 30 , XC = 30 , =

    60|30Z i linijski napon Ul = 420 V. Odredite sve struje.

    14901490300420

    1212 jXj

    UIC

    ==

    =

    =

    A

    124,1271201430

    1204202323 jR

    UI ==

    ==

    A

    124,12760146030120420

    3131 j

    Z

    UI +==

    ==

    A

    ===

    165247,7124,1271431121 jjIII A

    ===

    255046,2714124,12712232 jjIII A

    =+++==

    6028124,127124,12723313 jjIII A

    9.5. U shemi na slici odredite to pokazuju vatmetri i izraunajte ukupnu radnu snagu sustava. Zadano: R = 30 , XC = 30 , =

    60|30Z i linijski napon Ul = 420 V.

    ( ) 215216560cos247,7420cos1131 === IUPW W ( ) 10972255120cos046,27420cos2232 === IUPW W

    882021 =+= WW PPP W

  • 86

    9.6. Na nesimetrinom trofaznom troilu, prema slici, koje je prikljueno na simetrini generator Ul = 380 V dolo je do prekida u fazi CB. Ako su u tom sluaju linijske struje IB = IC = 1 A, a snaga na troilu iznosi P = 100 W, treba odrediti R, X1, X2.

    =

    =

    ==

    901900380

    90 11 XXUII ABABB A = 3801X

    ==== 1001

    1002

    2

    ACAC I

    PRRIP

    ACAC

    ACC XjRXjRUII 160380

    22

    =

    +

    =

    +==

    A

    ===+== 6,366100380380 2222222

    2 RZXXRZ ACAC

    == 74,7422 RX

    arctg

    === 74,13474,746060 2AC

    moemo izraunati struje:

    71,0704,074,134174,74601 jIC ===

    A

    ====

    4,112849,171,1704,071,0704,0 jjjIII CBA A

  • 87

    9.7. Koji napon pokazuje voltmetar na slici? Zadano: Ul = 380 V, R = XC.

    ==

    = 451 RX

    tg

    22 212 RRZ ==

    ==

    4520380

    12

    1212 RZ

    UI

    329190380 22 ==a V 1,5193 =+= baU A V

    9.8. Odredite linijske i fazne struje, te fazne napone na troilu prema slici, koje je prikljueno na simetrini sustav EMS Ul = 230 V. Zadano: +=

    5,05,0 jZV , +=

    6,64,8 jZ , =

    023012U V.

    ZV

    ZV

    ZV

    I1

    I2

    I3

    1

    2

    3Z

    ZZ

    1

    3

    2

    ==

    457071,04525,0VZ

    =+=+++=+=+==

    2894,392638,47,23,32,28,25,05,0'2,28,23

    ' jjjZZZjZZ Vf

    =

    ==

    2894,69144,312894,392638,43

    3023011

    fZ

    UI A

    =

    ==

    2894,189144,312894,392638,415079,1322

    2

    fZ

    UI A

  • 88

    =

    ==

    7106,50144,312894,392638,49079,1323

    3fZ

    UI A

    334,579277,94457071,03,69144,313079,132' 111 jZIU V ===

    V

    5413,53119,97457071,03,189144,3115079,132' 222 jZIU V ===

    V

    878,110191,2457071,071,50144,319079,132' 333 jZIU V +===

    V

    ==

    131,108,192'' 21'2'1 U V =

    ==

    29,3998,17157,38683,10131,108,192

    '2'1'2'1

    Z

    UI A

    ==

    13,12108,192'' 32'3'2 U V =

    ==

    71,20098,17157,38683,10

    13,12108,192'3'2

    '3'2Z

    UI A

    ==

    87,11808,192'' 13'1'3 U V =

    ==

    71,8098,17157,38683,10

    87,11808,192'1'3

    '1'3Z

    UI A

    9.9. Odredite linijski napon simetrinog izvora EMS ako idealni ampermetar u shemi na slici pokazuje IA = 2,7 A. Zadano: R1 = 10 , XL1 = XC1 = 50 , R2 = XL2 = XC2 = 100 .

    U1

    U3

    U2

    0

    0

    =

    01 UU

    =

    1202 UU

    =

    1203 UU

    =+

    =

    +=

    11100

    10010010010

    21

    21

    RRRRZB

    ==

    =

    901001005010050100 jjj

    jjZ A

    =+

    =

    10050100

    10050 jjjjjZC

    =

    +

    ++=

    01,01001101,0

    9001,0120100111209001,0

    0'0jj

    UUUU

  • 89

    ( )( )72966,042127,0

    12084254,0005,01066,80956,0055,001,011

    100 3

    jUUjjjU

    =

    ==++=

    ( ) ( ) =+=== 175,275976,172966,042127,172966,042127,00'01'10 UjUjUUUUU V ===

    12015746,012084254,01200'02'20 UUUUUU V

    ( ) ( ) ( ) =+=+== 595687,107873,072966,04217,086602,05,00'03'30 jUjUjUUUU

    = 825,925976,1U V

    ( )02839,001458,018,117032,09050

    18,276,1'1 jUU

    UI +==

    =

    ( )013636,0007873,0120015746,010

    12015746,0'2 jUU

    UI ==

    =

    ( )0015747,0031913,0825,2032,09050

    825,926,1'3 jUU

    UI +==

    =

    [ ] 7,291,5901887,0016328,00094624,0''' 321 =+=++

    UjUIII A

    07,143018871,0

    7,2==U V 8,2473 == UU l V

    9.10. Ako se u shemi na slici umjesto ampermetra stavi idealni voltmetar, odredite njegovo pokazivanje, ako je Ul = 380 V, a ostali su podaci dani u zadatku 9.9.

    V

    1

    2

    3

    XC1R1 XL1 XL2 R2 XC2

    =

    039,2191U V

    =

    12039,2192U V

    =

    12039,2193U V

    jjY 02,05011

    ==

    S

    1,012 =

    Y S

    jjY 02,05013

    =

    =

    S

    01,010021

    jjY ==

    S

    1,022 =

    Y S

    01,023 jY =

    S

    =

    +

    ++=

    02,01,002,09002,012011,0120102,01

    39,2190'0 jjj

    U

    ( ) ( ) ==++= 566,03268,039,2191,01732,0866,05,02,039,219 jjj == 12039,1431206539,039,219 V

  • 90

    =

    ++

    ++=

    01,001,001,09001,0120101,0120101,0

    39,2190''0 jjj

    U

    ( ) ( ) === 366,2366,139,2195,0866,0866,005,039,219 jjjj

    == 12039,599120732,239,219 V

    ===

    12045612039,14312039,5990'00''0 UUUV V

    9.11. Trofazni simetrini asinkroni motor snage P = 3,5 kW i cos = 0,6 prikljuen je na trofaznu mreu Ul = 220 V i f = 50 Hz. Odredite kapacitet C prema slici, tako da se faktor snage povisi na cos ' = 0,8.

    == 6,11663PPf W

    == 3,16,0cos tg 75,0'8,0'cos == tg

    tgPQ

    f=

    == 5,1555tgPQ f var

    f

    C

    PQQ

    tg ='

    875'== tgPQQ fc

    === 5,6808755,1555875QQC var

    CQUX

    XUQ

    C

    lC

    C

    lC

    1118,715,680

    220222=====

    76,44

    118,711

    ==

    C F

    9.12. Odredite snagu koju mjeri vatmetar u shemi na slici, ako ampermetar pokazuje IA = 20 A, a XC = XL = 3 , R = 10 3 . Izvor je simetrian.

  • 91

    [ ]==

    +=

    ++

    +=

    60222

    12001

    113

    21

    0fff

    LC

    A

    UE

    R

    UUR

    Xj

    RXj

    R

    RE

    RE

    U

    [ ] ==+=+==

    3020

    3023

    3101205,01

    1202

    001

    1fff

    ff

    A UUR

    UR

    UU

    RUEI A

    =

    =

    =

    3032903

    12020

    2f

    f

    L

    A UU

    XjUI A

    +=+=

    30322021ff

    A

    UUIII

    20338675,0 =fU

    054,59=fU V 34,201310054,59 22

    ===R

    UP fW W

    9.13. Metodom dvaju vatmetara na simetrinom troilu prema slici, izmjereno je P1 = 100 W i P2 = 500 W. Odredite: a) snagu trofaznog troila, b) faktor snage.

    600) 21 =+= PPPa W = 11,49

    50010050010033)

    21

    21

    +

    =

    +

    =

    PPPP

    tgb 655,0cos =

  • 92

    10. Proraun mrea s nesinusnim periodikim valnim oblicima

    10.1 Serijski spoj RC prikljuen je na napon koji sadri prvi, trei i peti harmonik, ija je efektivna vrijednost U = 120 V. Odredite RC elemente ako je: P = 175 W, = 3140 rad/s, i = 5sint +3sin3t +sin5t A.

    =====++=

    +

    +

    = 10

    5,171755,17

    21925

    21

    23

    25

    2

    2222

    IPR

    RPI

    5;

    31 1

    51

    31XXXX

    CX ===

    221

    21111 /XRIZIU +==

    223

    23333 /XRIZIU +==

    225

    25555 /XRIZIU +==

    ( )

    ++

    +++=++

    259

    2122

    5

    2122

    32

    122

    125

    23

    21

    XRIXRIXRIUUU

    ( ) 2125232122523212 259120 XIIIRIII

    +++++=

    ( )CIII

    RIIIX

    117,31

    2251125

    1005,17120

    259

    120 225

    232

    1

    225

    23

    21

    2

    1 ==++

    =

    ++

    ++=

    217,1017,313140

    1=

    =C F

    10.2. Serijski RL spoj prikljuen je na napon e = 100 + 100 sin 1000t V. Odredite efektivne vrijednosti napona i struje ako je R = 30 , L = 40 mH.

    47,1222

    1001002

    2=

    +=E V

    === 40104010 331 LX

    =+= 504030 221Z

    301000

    0 == REI A

    2502

    1001

    11 =

    ==

    ZEI A 621,32

    30100 2

    =+

    =I A

  • 93

    10.3. U zadatku 10.2. odredite radnu i jalovu snagu izvora.

    === 3,39330621,3 22RIP W 80402121 === XIQ var

    10.4. Odredite struju iL u shemi na slici, ako je i t t0 10 30 2 15 2 2= + +sin sin A, == 11

    CR

    , = 5,0L .

    i0 RR C

    L

    a) n = 0: 52

    100 ==LI A

    b) n = 1: =+=+=

    45|2111 jX

    jR

    YC

    p S

    ==

    5,05,045|22

    1 jZ p

    =+=+=

    5,05,05,05,0' 11 jjZjXZ pL

    103130

    31

    5,15,0

    5,015,01

    11 ====+

    =

    UZ V 205,0

    10

    '1

    11 ===

    Z

    UI L A

    c) n = 2: = 12LX , =+=+=

    435,63|236,22112

    2 jX

    jR

    YC

    p S

    = 5,02CX , ==

    4,02,0435,63|44721,02 jZ p =+=+=+=

    565,71|6324,06,02,04,02,01' 222 jjjZjXZ pL

    =

    =

    ++

    =

    +

    =

    45|4714,0565,26|34164,1565,71|6324,0

    6,02,01565,71|6324,01

    '

    '

    2

    22 jZR

    ZRZ

    ==

    45|071,745|4714,0152U V

    =

    ==

    565,26|18,11565,71|6324,0

    45|071,7'2

    22

    Z

    UI L A

    ukupno: )565,262sin(218,11sin2205 ++= ttiL A

  • 94

    10.5. U zadatku 10.4. odredite efektivnu vrijednost struje i0 i radnu snagu izvora.

    35153010 2220 =++=I A

    a) 50211020 ==P W

    b) 1001

    100'

    21

    1 === RUP W

    ==

    45|2220111 pLp ZIU V

    2001

    2100''

    21

    1 =

    ==

    RU

    P p W 300''' 111 =+= PPP W

    c) 501

    071,7'

    222

    2 === RUP W

    590|5435,63|44721,0565,26|18,11221 jZIU PLp ==== V 25

    125

    ''

    22

    2 === RU

    P p W 752 =P W

    ukupno: 4257530050210 =++=++= PPPP W

    10.6. U shemi na slici odredite snagu na otporu R = 5 . Zadano: i01 = 2 2 sin 100t A, i02 =10 2 sin (200t + 53) A, e = 60 sin 150t V, 1,021 == LL H, = 151R , =102R .

    10i

    i02

    L1

    L2

    R

    R1 R2

    e

    su