Electrical Power and Machines- Lec04_Single Phase Circuit

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/9/2019 Electrical Power and Machines- Lec04_Single Phase Circuit

    1/10

       U

      n   i   t   2

       S

       i  n  g   l  e  -   P   h

      a  s  e   C   i  r

      c  u   i   t  s

  • 8/9/2019 Electrical Power and Machines- Lec04_Single Phase Circuit

    2/10

          

       N  o   d

      a   l    A  n  a   l  y  s   i  s

          

       M  e  s   h   A  n  a   l  y  s   i  s

      L  e  c  t  u

      r  e  O  u  t  l  i  n  e

  • 8/9/2019 Electrical Power and Machines- Lec04_Single Phase Circuit

    3/10

       I   1

       I

       I   2

       I   1

       I   3

      N  o  d  a

      l   A  n  a  l  y  s  i  s

      K  i  r  c  h  h  o  f  f  ’  s  C  u  r  r  e

      n  t  L  a  w

       I   4

       I   2

       0

       4

       3

       2

       1

      =

       +

       +

       +

         I

         I

         I

         I

       3

       2

       1

         I

         I

         I

       +

      =

  • 8/9/2019 Electrical Power and Machines- Lec04_Single Phase Circuit

    4/10

       V   1

       V   2

       V   3

       Z

       1

       Z   3

       I   1

       I   3

       I   2

       O   f

       t  e  n ,   t   h  e  c  u  r  r  e  n

       t  v  a   l  u  e  s

      a  r  e  n  o   t  a  v  a   i   l  a   b   l  e

       b  u   t   K   C   L

      c  a  n   b  e  a  p  p   l   i  e   d   i   f

       t   h  e

     

      N  o  d  a

      l   A  n  a  l  y  s  i  s

      K  i  r  c  h  h  o  f  f  ’  s  C  u  r  r  e

      n  t  L  a  w

       V   0

       Z   2

       3

       2

       1

         I

         I

         I

       +

      =

       2

       0

       2

       3

       3

       2

       1

       2

       1

         Z     V

         V

         Z

         V

         V

         Z

         V

         V

      −

       +

      −

      =

      −

     

       l  e  v  e   l  s  a  r  e  p  r  o  v   i   d

      e   d .

  • 8/9/2019 Electrical Power and Machines- Lec04_Single Phase Circuit

    5/10

       F   i  n   d   i  x   i  n   t   h  e  c   i  r  c  u   i   t  u  s   i  n  g  n  o   d  a   l  a  n  a   l  y  s   i  s

      N  o  d  a

      l   A  n  a  l  y  s  i  s  :  E  x  a  m

      p  l  e  1

        °

        ∠

      =

       ⇒    °

       0

       2   0

       )

       4

      c  o

      s   (

       2   0

         V

         t

        Ω

      =

       ×

       ⇒

        2

       5 .   0

       4

       H    5 .   0

          j

          j

        Ω

      −

      =

       ×

       ⇒

        5 .   2

       1 .   0

       4   1

       F 

     .   1   0

          j

          j

        Ω

      =

       ×

       ⇒

        4

       1

       4

       H    1

          j

          j

  • 8/9/2019 Electrical Power and Machines- Lec04_Single Phase Circuit

    6/10

      N  o  d  a  l   A  n  a  l  y  s  i  s  :  E  x  a  m  p  l  e  1  (  c  o

      n  t .  )

       4

       5 .   2

       1   0

       2   0

       2

       1

       1

       1

          j

          j

         V

         V

         V

         V

      −

       +

      −

      =

      −

       2

       0

       5 .   2

       )   5 .   1

       1   (

       2

       1

      =

       +

       +

         V

         V

          j

          j

       2

       4

       2

       2

       2

       1

       X

          j

          j

         V

         V

         V

         I

      =

      −

       +

       2

       4

       5 .   2

       2

       2

       2

       1

       1

          j

          j

          j

         V

         V

         V

         V

      =

      −

       +

      −

       0

       1   5

       1   1

       2

       1

      =

       +

         V

         V

       5 .   2   1

       X

          j

      −  =

         V

         I

  • 8/9/2019 Electrical Power and Machines- Lec04_Single Phase Circuit

    7/10

       0

       1   5

       1   1

       2

       1

      =

       +

         V

         V

       S  o   l  v  e   t   h  e  e  q  u  a   t   i  o  n  s

      N  o  d  a  l   A  n  a  l  y  s  i  s  :  E  x  a  m  p  l  e  1  (  c  o

      n  t .  )

      2   0

       5 .   2

       )   5 .   1

       1   (

       2

       1

      =

       +

       +

         V

         V

          j

          j

       1

       2

       1

       5

       1

       1     V

         V

      −  =

       2   0

       )

       1   5   1   1

       (   5 .   2

       )

       5 .   1

       1   (

       1

       1

      =

      −

       +

       +

         V

         V

          j

          j

       2   0

       )

       8   3 .

       1

       5 .   1

       1   (

       1

      =

      −

       +

         V

          j

          j

        °

      −

        ∠

        °

        ∠

      =

      −  =

       4 .

       1   8

       0   5   3

     .   1

       0

       2   0

       3   3 .

       0

       1

       2   0

       1

          j

         V

        °

      −

        ∠

        °

        ∠

      =

      −  =

       9   0

       5 .   2

       4 .

       1   8

       9   7 .

       1   8

       5 .   2   1

       X

          j     V

         I

        °

        ∠

      =

       4 .

       1   8

       9   7 .

       1   8

       1

         V

        °

        ∠

      =

       4 .

       1   0   8

       5   9 .

       7

       )   4 .

       1   0   8

       4

      c  o  s   (

       5   9 .

       7

       )

       (

        °

       +

      =

         t

         t      i    x

  • 8/9/2019 Electrical Power and Machines- Lec04_Single Phase Circuit

    8/10

       +   V   1  -

       +   Z   1  -

       +   Z

       3  -

       +   Z   2

       +   Z

       I   1

       I   2

      M  e  s  h

      A  n  a  l  y  s  i  s

      K  i  r  c  h  h  o

      f  f  ’  s  V  o  l  t  a  g

      e  L  a  w

      -

      -

       M  e  s   h   1  :

       V   1  =   I   1   Z   1   +   (   I   1  -   I   2   )   Z   2

       M  e  s   h   2  :

       (   I   2  -   I   1   )   Z   2  =   I   2   Z

       3   +   I   2   Z   4

       M  e  s   h   1

       M  e  s   h   2

  • 8/9/2019 Electrical Power and Machines- Lec04_Single Phase Circuit

    9/10

       I   1

       I   2

       D  e   t  e  r  m   i  n  e

       I  o

      a  n   d   V

      o

      M  e  s  h

      A  n  a  l  y  s  i  s  :

      E  x  a  m  p  l  e  1  (  Q  1  0 .  3  2

      )

       M  e  s   h   1

       M  e  s   h   2

       0

       3

       4

       )

       3   0

      -   4

       (   2

       1

       1

      =

       +

       +    °

        ∠  −

        o

          j

         V

         I

         I   M  e  s   h   1  :

       )

       3   0  -

       4   (

       2

       1

      o

         I

         V

      −    °

        ∠

      =

       0   )

       3   0  -

       4   (   6

       3   0  -

       8

       )   4   j

       2   (

       1

       1

      =

      −    °

        ∠

       +    °

        ∠

      −

       +

         I

         I

       1

       )   j

       1   (

       3   0  -

       4

         I

      −

      =    °

        ∠

        °

        ∠

      =

       1   5

       8   4 .   2

       1     I

       0

       3   0  -

       2

       4

       3   0  -

       8

       )   6   4

       2   (

       1

      =    °

        ∠

       +    °

        ∠  −

      −

       +

         I

          j

       0

       3   0  -

       1   6

       )   4

       4   (

       1

      =    °

        ∠

       +

       +  −

         I      j

       1

       4   5

       4

       1

     .   1

       3   0  -

       4

         I    °

      −    ∠

      =    °

        ∠

  • 8/9/2019 Electrical Power and Machines- Lec04_Single Phase Circuit

    10/10

       I   1

       I  o

       D  e   t  e  r  m   i  n  e

       I  o

      a  n   d   V

      o

      M  e  s  h

      A  n  a  l  y  s  i  s  :

      E  x  a  m  p  l  e  1  (  c  o  n  t .  )

       M  e  s   h   1

       M  e  s   h   2

       M  e  s   h   1  :

       )

       3   0  -

       4   )   (   2   (

       2  -   3

       2

      -   3

       1     I

         V

         I

      −    °

        ∠

      =

      =

          j

          j    o

        o

       )

       1   5

       8   4 .

       2

       3   0  -

       4   (   3

        °

        ∠

      −    °

        ∠

      =      j

        o     I

        °    ∠

      =

       1   5

       4   8 .

       8

        o     I

       M  e  s   h   2  :

        °

      −    ∠

      =

      =

       7   5

       6   6 .   5

       3   2

      -

        o

        o

          j

         I

         V

        °

        ∠

      =

       1   5

       8   4 .

       2

       1     I