Reult

Задача, конечно, простая. Но есть одно предположение, которое надо просто знать: точки с равными потенциалами могут быть соединены между собой. Это выводится из 2-го закона Кирхгофа: сумма напряжений и эдс по контуру равна нулю. Соединяем нули цепи нагрузки и генератора (у этого его в явном виде может и не быть, но сути дела не меняет, как и тот факт, что центр масс кольца лежит в его центре). Это возможно только потому, что нагрузка симметричная и нет смещения нуля. Электрического нуля. Теперь вспоминаем что именно показывает ваттметр: произведение U * I* (вторая звездочка обозначает сопряжение: только тогда показания ваттметра будут пропорциональны cos(Ф), где Ф — разность фаз между U и I. Осталось найти эту разность. Да и построить векторную диаграмму. На векторной диаграмме нет времени: предполагается, что мы вошли в систему отсчета вращающихся истинных векторов, и для нас они стали неподвижными. Понятно, что это возможно лишь в том случае, когда все вектора вращаются с одинаковой угловой скоростью. в данном случае это так: они вращаются с линейной частотой 50 Гц (угловая скорость, если спросят, в 2пи раз выше: 314 Гц). Отсутствие времени позволяет произвольно выбрать фазы любого из напряжений (фазу помните? это угловое расстояние от начала процесса). Делаем себе приятное и строим напряжение фазы А на векторной диаграмме вверх и говорим, что его фазовый угол равен нулю: Ua = Uф * exp(j0), где Uф = 127 В (220/sqrt(3)). Далее идет все, как по маслу: вектор Ub поворачиваем на 120° по часовой, а Uc — еще на столько же. Все. Базовая система векторов задана. Из нее следует, что напряжение на параллельной катушке напряжения есть Uw = 220 * exp(-j30°) относительно вывода этой катушки, обозначенной звездочкой (астериском *). Проверим: Uw = Ua - Uc = Uф(1 + j0) - Uф[(cos(120°) + jsin(120°)] = Uф[1 + cos(60°) - j(0 + sin(-60°))]. Подставляем значения: Uw = Uac = Uф[1 + 1/2 - j(sqrt(3)/2))] = Uф*sqrt(3)[sqrt(3) - j1/2] = Uл * exp(-j30°), где Uл — линейное напряжение Uф*sqrt(3) = 220 В. Итого: найдено напряжение Uw. Осталось найти ток фазы В. Он равен Ib = Ub/Zb, где Ub = Uф*exp(-120°), а Zb (импеданс ветви фазы В) ищется просто: — модуль его равен sqrt(25 + 1), а фаза есть arctg(1/5), т.е. Zb = sqrt(26)exp(j11,30993247402021308647450543834°). Но надо знать меру и иметь здравый смысл, чтобы дать следующее значение тока: Ib = 127exp(-120°) / 5,1exp(j11,3°) = 24,9exp(-j131,3°). Теперь получаем итог: Pw = U * I* = Real[220exp(-j30°) * 24,9exp(+j131,3°)] = 5478 * cos(131,3°) = -3615 Вт Последние пояснения: Real — взятие действительной части. Именно ей соответствуют показания ваттметра из полной мощности S, активной Р и реактивной Q (для этой надо брать мнимую часть полной мощности, но это только в расчете: ее ваттметр не показывает, хотя ухищрениями его можно заставить это делать). Отрицательная активная мощность, показывает, что преподаватель у вас молодой, то, что сам понял, еще стремится передать: ничего удивительного в отрицательных показаниях нет — каково включение, таковы и показания. Можно и не такое еще выдумать. Ну, и хитрец же он! Дальше должен спросить, а как это активная цепь потребляет отрицательную энергию? Надо отвечать тоже с хитрецой: "— Это кто сказал?". Она ведь и вправду не потребляет такую, это показания такие, и ничего больше. При комплексном сопряжении меняется знак при мнимой части: -j131,37° превращается в +j131,3°, хотя в данном случае это ничего не меняет. Это обычные вещи, о них преподавателю рассказывать можно: он не только не заподозрит помощи со стороны (будет просто уверен в ней), но и обрадуется тому, что студенты эти обычные вещи знают. Успехов!

Грешить и каяться: а как насчет расчета ошибки измерений? Конкретно, центрального момента второго порядка? Более того: корня квадратного из него? Поясняю: при наложении многих ошибок их суммарная величина определяется как RMS: корень квадратный из суммы квадратов каждой. И нечего тут девушек стращать: с зеркалом надо сюда ходить. Дорогая девушка! Частотомер не позволяет округлять в большую сторону — только вниз. Считаем не как тут некоторые: 25,8%% ^ 2 + 4%% ^ 2 = 681,64 %% %%; извлекаем корень: 26,1 %% Это и есть ошибка типа arbitrary. Средневзвешенная. В %% ответ понимаете? Означает, что нужно домножить на %, а потом еще на %. Итого на %% = 1/10000.