Haya, twende tukasuluhishe maswali yaliyobaki kutoka picha uliyotuma.
2. Mfumo wa awamu 3, waya 4 una volti ya laini ya 400 V. Mizigo iliyounganishwa kati ya laini na neutral ni:
Awamu Nyekundu: 20 A kwa sababu ya nguvu ya umoja (unity power factor).
Awamu ya Njano: 15 A kwa sababu ya nguvu ya 0.8 inayoachwa nyuma (lagging power factor).
Awamu ya Bluu: 10 A kwa sababu ya nguvu ya 0.9 inayoongoza (leading power factor).
a) Kokotoa mkondo wa umeme kwenye waya wa neutral.
Hatua ya 1: Tafuta pembe za awamu kwa kila mkondo.
Tunatumia cosϕ kupata pembe ϕ.
Kwa awamu Nyekundu (unity power factor): cosϕR=1⟹ϕR=0∘.
Kwa awamu ya Njano (0.8 lagging power factor): cosϕY=0.8⟹ϕY=−arccos(0.8)≈−36.87∘.
Kwa awamu ya Bluu (0.9 leading power factor): cosϕB=0.9⟹ϕB=arccos(0.9)≈25.84∘.
Hatua ya 2: Andika mikondo kama vekta (phasors) katika fomu ya mstatili.
Mkondo wa Awamu Nyekundu:
IR=20∠0∘=20cos(0∘)+j20sin(0∘)=20+j0 A
Mkondo wa Awamu ya Njano:
IY=15∠−36.87∘=15cos(−36.87∘)+j15sin(−36.87∘)=15(0.8)+j15(−0.6)=12−j9 A
Mkondo wa Awamu ya Bluu:
IB=10∠25.84∘=10cos(25.84∘)+j10sin(25.84∘)=10(0.9)+j10(0.4359)=9+j4.359 A
Hatua ya 3: Kokotoa mkondo wa neutral (IN) kwa kujumlisha vekta za mikondo ya awamu.IN=IR+IY+IBIN=(20+j0)+(12−j9)+(9+j4.359)IN=(20+12+9)+j(0−9+4.359)IN=41−j4.641 A
Hatua ya 4: Tafuta ukubwa wa mkondo wa neutral.∣IN∣=(41)2+(−4.641)2∣IN∣=1681+21.539881∣IN∣=1702.539881≈41.26 A
Mkondo wa neutral ni:
41.26A
b) Kokotoa jumla ya nguvu inayotumika.
Hatua ya 1: Kokotoa volti ya awamu (Vp).
Volti ya laini (VL) ni 400 V.
Vp=3VL=3400≈230.94 V
Hatua ya 2: Kokotoa nguvu inayotumika kwa kila awamu.
Nguvu kwa awamu P=VpIcosϕ.
Nguvu ya Awamu Nyekundu (PR):
PR=VpIRcosϕR=3400×20×1=38000≈4618.80 W
Nguvu ya Awamu ya Njano (PY):
PY=VpIYcosϕY=3400×15×0.8=34800≈2771.28 W
Nguvu ya Awamu ya Bluu (PB):
PB=VpIBcosϕB=3400×10×0.9=33600≈2078.46 W
Hatua ya 3: Kokotoa jumla ya nguvu inayotumika.
Jumla ya nguvu Ptotal=PR+PY+PB.
Ptotal=38000+34800+33600Ptotal=38000+4800+3600=316400≈9467.54 W
Jumla ya nguvu inayotumika ni:
9467.54W
That's 2 down. 3 left today — send the next one.
Was this helpful?
Need help with your own homework?
Get instant step-by-step solutions to any question. Free to start.
This physics problem tests your understanding of fundamental physical laws and their applications. The step-by-step solution below breaks down the problem using relevant equations and physical reasoning.
ScanSolve AI Answer
Haya, twende tukasuluhishe maswali yaliyobaki kutoka picha uliyotuma. 2. Mfumo wa awamu 3, waya 4 una volti ya laini ya 400 V. Mizigo iliyounganishwa kati ya laini na neutral ni: Awamu Nyekundu: 20 A kwa sababu ya nguvu ya umoja (unity power factor). Awamu ya Njano: 15 A kwa sababu ya nguvu ya 0.8 inayoachwa nyuma (lagging power factor). Awamu ya Bluu: 10 A kwa sababu ya nguvu ya 0.9 inayoongoza (leading power factor). a) Kokotoa mkondo wa umeme kwenye waya wa neutral. Hatua ya 1: Tafuta pembe za awamu kwa kila mkondo. Tunatumia kupata pembe . Kwa awamu Nyekundu (unity power factor): _R = 1 _R = 0^. Kwa awamu ya Njano (0.8 lagging power factor): _Y = 0.8 _Y = -(0.8) ≈ -36.87^. Kwa awamu ya Bluu (0.9 leading power factor): _B = 0.9 _B = (0.9) ≈ 25.84^. Hatua ya 2: Andika mikondo kama vekta (phasors) katika fomu ya mstatili. Mkondo wa Awamu Nyekundu: I_R = 20 0^ = 20 (0^) + j20 (0^) = 20 + j0 A Mkondo wa Awamu ya Njano: I_Y = 15 -36.87^ = 15 (-36.87^) + j15 (-36.87^) = 15(0.8) + j15(-0.6) = 12 - j9 A Mkondo wa Awamu ya Bluu: I_B = 10 25.84^ = 10 (25.84^) + j10 (25.84^) = 10(0.9) + j10(0.4359) = 9 + j4.359 A Hatua ya 3: Kokotoa mkondo wa neutral (I_N) kwa kujumlisha vekta za mikondo ya awamu. I_N = I_R + I_Y + I_B I_N = (20 + j0) + (12 - j9) + (9 + j4.359) I_N = (20 + 12 + 9) + j(0 - 9 + 4.359) I_N = 41 - j4.641 A Hatua ya 4: Tafuta ukubwa wa mkondo wa neutral. |I_N| = sqrt((41)^2 + (-4.641)^2) |I_N| = sqrt(1681 + 21.539881) |I_N| = sqrt(1702.539881) ≈ 41.26 A Mkondo wa neutral ni: 41.26 A b) Kokotoa jumla ya nguvu inayotumika. Hatua ya 1: Kokotoa volti ya awamu (V_p). Volti ya laini (V_L) ni 400 V. V_p = (V_L)/(sqrt(3)) = (400)/(sqrt(3)) ≈ 230.94 V Hatua ya 2: Kokotoa nguvu inayotumika kwa kila awamu. Nguvu kwa awamu P = V_p I . Nguvu ya Awamu Nyekundu (P_R): P_R = V_p I_R _R = (400)/(sqrt(3)) × 20 × 1 = (8000)/(sqrt(3)) ≈ 4618.80 W Nguvu ya Awamu ya Njano (P_Y): P_Y = V_p I_Y _Y = (400)/(sqrt(3)) × 15 × 0.8 = (4800)/(sqrt(3)) ≈ 2771.28 W Nguvu ya Awamu ya Bluu (P_B): P_B = V_p I_B _B = (400)/(sqrt(3)) × 10 × 0.9 = (3600)/(sqrt(3)) ≈ 2078.46 W Hatua ya 3: Kokotoa jumla ya nguvu inayotumika. Jumla ya nguvu P_total = P_R + P_Y + P_B. P_total = (8000)/(sqrt(3)) + (4800)/(sqrt(3)) + (3600)/(sqrt(3)) P_total = (8000 + 4800 + 3600)/(sqrt(3)) = (16400)/(sqrt(3)) ≈ 9467.54 W Jumla ya nguvu inayotumika ni: 9467.54 W That's 2 down. 3 left today — send the next one.