Исследование неразветв-лённой цепи синусоидального тока

Цель работы: исследовать режимы работы неразветвлённой цепи сину-соидального тока при изменении параметров реактивных элементов.

6.1 Откройте файл лаб6-э1 (рисунок 26)

Рисунок 26

Установите выходное напряжение генератора в пределах от 10 до 20 В; на-чальную фазу в пределах от 30 до 90 градусов. Подключите к зажимам це-пи, последовательно соединенные активное сопротивление в пределах от 100 до 200 Ом, ёмкость – от 0.5 до 1.5 мкФ, катушку индуктивности – от 10 до 20 мГн.

6.2 Рассчитайте для исследуемой цепи угловую резонансную часто-ту:

и резонансную частоту

 

 

 

- разность фаз входного напряжения и тока - ϕ (знак ϕ определяется соотношением x_L и x_C., при x_L>x_C - ϕ<0, при x_L<x_C - ϕ>0).

6.6 На одном графике постройте зависимости I, ϕ, U_L, U_C от угло-вой частоты ω₀ и объясните их вид.

6.7 Рассчитать добротность исследуемого контура.

6.8 Для трёх частот (005.f⋅,,10f05.f⋅) построить в масштабе век-торные диаграммы токов и напряжений.

6.9 Контрольные вопросы

6.9.1 Как определяется ток и напряжения в цепи синусоидального тока с последовательным соединением резистора, индуктивности и ёмко-сти. Запишите закон Ома в комплексной форме.

6.9.2 Что такое треугольник сопротивлений? Как его построить?

6.9.3 Какую цепь называют последовательным колебательным контуром?

6.9.4 При каком условии в последовательном колебательном контуре на-ступает резонанс? Почему резонанс в такой цепи называют резонан-сом напряжений?

6.9.5 Как определяется резонансная частота?

6.9.6 Что называют характеристическим сопротивлением контура и доб-ротностью контура?

6.9.7 Изменением каких величин в последовательном колебательном кон-туре можно достичь резонанса?

 

 

Лабораторная работа № 8 Исследование воздушного трансформатора

 

Цель работы: исследовать режимы работы воздушного трансформатора при активной нагрузке. Научиться строить векторные диаграммы и составлять разветвлённую схему замещения для воздушного трансформатора.

8.1 Откройте файл лаб8-э1 (рисунок 28).

 

Лабораторная работа № 9

Исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении приёмника звездой

Цель работы: Изучить влияние различных нагрузок на величину фазных напряжений и на смещение нейтрали приёмника, соединенного в звезду, в трёхпроводной трёхфазной цепи и на величину тока в нулевом проводе в четырёхпроводной трёхфазной цепи.

1.1 Эксперимент 1: Соотношение напряжений в трёхфазном генераторе.

 

Рисунок 2

Таблица 1.1

Величина	Эксперимент	Расчет
Модуль действующего значения, В	Угол	Модуль действующего значения, В	Угол
Ua
Ub
Uc
Uab
Ubc
Uca

Откройте файл лаб9-э1 (рисунок 2). Определите комплексы всех фазных и линейных напряжений трёхфазного генератора с помощью Боде-плоттера и осциллографа, полученные значения занесите в таблицу 1.1. Подтвердите полученные результаты расчётами. Постройте топографическую диаграмму напряжений. Боде-плоттер имеет четыре зажима: два входных (IN) и два выходных (OUT). Для измерения фазового сдвига нужно подключить левые вы воды входов IN и OUT к исследуемым точкам, а два других вывода заземлить. При двойном щелчке мышью по уменьшенному изображению Боде-плоттера открывается его увеличенное изображение (рисунок 3).

Рисунок 3

Верхняя панель плоттера задает вид получаемой характеристики: при нажатой кнопке <MAGNITUDE> получаем амплитудо-частотную характеристику, при нажатой кнопке <PHASE> - фазо-частотную. Панель <VERTICAL> задает начальное и конечное значения параметров, откладываемых по вертикальной оси. Для получения фазо-частотной характеристики откладываются градусы от минус 720° до 720°. На этой же панели указывается вид шкалы вертикальной оси – логарифмическая или линейная. Панель <HORIZONTAL> настраивается аналогично. Ниже в окошках индицируется значение частоты и фазы. К входу плоттера необходимо подключить источник переменного напряжения без каких-либо настроек. На рисунках 2 и 3 показано подключение осциллографа и плоттера для определения амплитуды и фазы напряжения UAB. На рисунке 4 приведен пример расчёта напряжения UAB в системе MathCad.

1.2 Откройте файл лаб9-э2 (рисунок 5) Установите равномерную нагрузку в фазах и занесите показания приборов в таблицу 1.2. Установите неравномерную нагрузку, для этого в одной из фаз измените величину нагрузки и занесите показания приборов в таблицу 1.2. В этой же фазе произведите обрыв фазы и занесите показания приборов в таблицу 1.2. Подтвердить правильность полученных результатов во всех экспериментах расчётом и по результатам измерений и расчётов постройте для каждого эксперимента векторные диаграммы токов и топографические диаграммы напряжений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопросы к первому рубежному контролю по дисциплине Теория электрических цепей

1. Основные законы и методы анализа электрических цепей при постоянных воздействиях
2. Электрическая цепь, её элементы
3. Физические явления в электрических цепях
4. Параметры электрических цепей: электрический ток, напрежение, мощность, энергия.. Источники электрической энергии.
5. Схемы электрических цепей. Основные законы электрических цепей.
6. Принципы наложения, взаимности, компенсации, линейности
7. Теорема об активном двухполюснике. Теорема Теледжена.
8. Эквивалентные преобразования в электрических цепях (Δ→λ, λ → Δ)
9. Методы анализа простейших цепей постоянного тока
10. . Методы анализа сложных цепей постоянного тока
11. Метод контурных токов, узловых потенциалов, метод наложения. Метод активного двухполюсника
12. Баланс мощности
13. Линейные электрические цепи при гармонических воздействиях. Гармонические колебания
14. Способы представления гармонических функций
15. Векторные диаграммы
16. Гармонические колебания в цепи с резистивным, индуктивным емкостным элементом
17. Гармонические токи и напряжения при последовательных соединениях резистивного, индуктивного и емкостного элементах
18. Гармонические токи и напряжения при параллельных соединениях резистивного, индуктивного и емкостного элементах
19. Комплексные сопротивления и проводимости
20. Закон Ома и Кирхгофа в комплексной форме. Символический метод
21. Анализ разветвленных цепей при гармонических воздействиях
22. Пассивный двухполюсник. Схемы замещения двухполюсника при заданной частоте. Активная, реактивная и полная мощности. Понятие о комплексной мощности
23. Баланс мощностей в цепи синусоидального тока
24. Резонансные явления в линейных электрических цепях. Частотные характеристики пассивных двухполюсников
25. Практическое значение резонанса в электрических цепях
26. Явление взаимной индукции. Линейные электрические цепи с индуктивно-связанными элементами
27. Методы анализа индуктивно-связанных цепей. Идеальный трансформатор
28. Многофазные цепи
29. Понятие о трехфазных источниках э.д.с. и тока
30. Основные положения и соотношения
31. Методы анализа трехфазных цепей в симметричных и несимметричных режимах
32. Измерение мощности в трехфазных цепях
33. Разложение периодической негармонической функции в ряд Фурье. Комплексная форма ряда Фурье
34. Спектры периодических негармонических сигналов
35. Расчет электрических цепей с периодическими негармоническими воздействиями
36. Мощность в цепи периодического несинусоидального тока
37. Параметры, характеризующие негармонические функции

Вопросы ко второму рубежному контролю по дисциплине Теория электрических цепей

1. Понятие о переходных процессах. Сущность переходного процесса

2. Классический метод расчета переходных процессов

3. Переходные процессы в цепях первого порядка

4. Переходные процессы в цепях второго порядка

5. Переходные процессы в сложных разветвленных цепях

6. Операторный метод расчета переходных процессов. Основные положения операторного метода. Операторные схемы замещения. Теорема разложения. Расчет переходных процессов операторным методом. Расчет переходных процессов при воздействии э.д.с. произвольной формы

7. Переходные и импульсные характеристики электрических цепей. Интеграл Дюамеля

8. Спектры непериодических сигналов

9. Преобразование Фурье и его свойство.

10. Амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики

11. Методы расчета переходных процессов

12. Прохождение непериодических сигналов через линейные цепи. Связь между временными и частотными характеристиками электрических цепей

13. Распределение энергии в спектре непериодического сигнала

14. Основные уравнения и параметры четырехполюсников. Схемы соединения и схемы замещения четырехполюсников

15. Характеристические параметры четырехполюсников

16. Режим работы. Расчет четырехполюсников

17. Передаточные функции четырехполюсников

18. Классификация фильтров. Низкочастотные, высокочастотные, полосовые, заграждающие и мостовые фильтры типа “k”

19. Фильтры типа “m”. Безындукционные фильтры

20. Общие положения. Уравнения линии с распределенными параметрами

21. Характеристики однородной линии

22. Длина волны и скорость распространения. Режимы работы линии. Условия для неискажающей линии

23. Линия без потерь. Частотные зависимости. Стоячие волны

24. Понятие об элементах и свойствах нелинейных цепей. Характеристики нелинейных элементов

25. Нелинейные резистивные двухполюсные элементы в режиме постоянного тока. Анализ нелинейных цепей с двухполюсными элементами

26. Графо-аналитические методы анализа нелинейных цепей

27. Синтез электрических цепей. Постановка задачи, синтез

28. Элементы электрических цепей и их математические модели

29. Электрический ток, напряжение, э.д.с. Условно-положительные направления токов и напряжений в электрической цепи. Основные понятия и законы электрических цепей

30. Основные свойства и эквивалентные преобразования

31. Методы расчета электрических цепей постоянного тока

32. Основные свойства электрических цепей гармонического тока

33. Метод комплексных амплитуд

34. Расчет электрических цепей при гармонических воздействиях. Мощность

35. Электрические цепи с индуктивно-связанными элементами

36. Резонансные явления в электрических цепях

37.Расчет трехфазных цепей. Измерение мощности в трехфазных цепях

39. Расчет электрических цепей при периодических негармонических воздействиях

40. Переходные процессы в линейных электрических цепях. Классический метод расчета переходных процессов

41. Операторный метод расчета переходных процессов

42. Временной и частотный методы анализа переходных процессов. Временной метод расчета переходных процессов. Интеграл Дюамеля

43. Частотный метод расчета переходных процессов. Интеграл Фурье

44. Анализ многополюсных элементов в электрической цепи. Четырехполюсники. Основные управления. Параметры четырехполюсников

45. Цепи с распределенными параметрами. Уравнение однородной линии. Параметры однородной линии. Определение параметров линии

46. Синтез двухполюсников

47. Основные соотношения трехфазной цепи при соединении нагрузки (потребителей) по схеме «звезда». Основные соотношения трехфазной цепи при соединении нагрузки (потребителей) по схеме «треугольник»

48. Негормонические периодические токи в линейных электрических цепях

49. Синусоидалные колебания цепей с резистивным элементом. Синусоидалные колебания цепей с индуктивным элементом

50. Синусоидалные колебания цепей с емкостным элементом

 

 

Вопросы к экзамену по дисциплине Теория электрических цепей

38. Основные законы и методы анализа электрических цепей при постоянных воздействиях

39. Электрическая цепь, её элементы

40. Физические явления в электрических цепях

41. Параметры электрических цепей: электрический ток, напрежение, мощность, энергия.. Источники электрической энергии.

42. Схемы электрических цепей. Основные законы электрических цепей.

43. Принципы наложения, взаимности, компенсации, линейности

44. Теорема об активном двухполюснике. Теорема Теледжена.

45. Эквивалентные преобразования в электрических цепях (Δ→λ, λ → Δ)

46. Методы анализа простейших цепей постоянного тока

47..Методы анализа сложных цепей постоянного тока

48. Метод контурных токов, узловых потенциалов, метод наложения. Метод активного двухполюсника

49. Баланс мощности

50. Линейные электрические цепи при гармонических воздействиях. Гармонические колебания

51. Способы представления гармонических функций

52. Векторные диаграммы

53. Гармонические колебания в цепи с резистивным, индуктивным емкостным элементом

54. Гармонические токи и напряжения при последовательных соединениях резистивного, индуктивного и емкостного элементах

55. Гармонические токи и напряжения при параллельных соединениях резистивного, индуктивного и емкостного элементах

56. Комплексные сопротивления и проводимости

57. Закон Ома и Кирхгофа в комплексной форме. Символический метод

58. Анализ разветвленных цепей при гармонических воздействиях

59. Пассивный двухполюсник. Схемы замещения двухполюсника при заданной частоте. Активная, реактивная и полная мощности. Понятие о комплексной мощности

60. Баланс мощностей в цепи синусоидального тока

61. Резонансные явления в линейных электрических цепях. Частотные характеристики пассивных двухполюсников

62. Практическое значение резонанса в электрических цепях

63. Явление взаимной индукции. Линейные электрические цепи с индуктивно-связанными элементами

64. Методы анализа индуктивно-связанных цепей. Идеальный трансформатор

65. Многофазные цепи

66. Понятие о трехфазных источниках э.д.с. и тока

67. Основные положения и соотношения

68. Методы анализа трехфазных цепей в симметричных и несимметричных режимах

69. Измерение мощности в трехфазных цепях

70. Разложение периодической негармонической функции в ряд Фурье. Комплексная форма ряда Фурье

71. Спектры периодических негармонических сигналов

72. Расчет электрических цепей с периодическими негармоническими воздействиями

73. Мощность в цепи периодического несинусоидального тока

74. Параметры, характеризующие негармонические функции

75. Понятие о переходных процессах. Сущность переходного процесса

76. Классический метод расчета переходных процессов

77. Переходные процессы в цепях первого порядка

78. Переходные процессы в цепях второго порядка

79. Переходные процессы в сложных разветвленных цепях

80. Операторный метод расчета переходных процессов. Основные положения операторного метода. Операторные схемы замещения. Теорема разложения. Расчет переходных процессов операторным методом. Расчет переходных процессов при воздействии э.д.с. произвольной формы

81. Переходные и импульсные характеристики электрических цепей. Интеграл Дюамеля

82. Спектры непериодических сигналов

83. Преобразование Фурье и его свойство. Амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики

84. метод расчета переходных процессов

85. Прохождение непериодических сигналов через линейные цепи. Связь между временными и частотными характеристиками электрических цепей

86. Распределение энергии в спектре непериодического сигнала

87. Основные уравнения и параметры четырехполюсников. Схемы соединения и схемы замещения четырехполюсников

88. Характеристические параметры четырехполюсников

89. Режим работы. Расчет четырехполюсников

90. Передаточные функции четырехполюсников

91. Классификация фильтров. Низкочастотные, высокочастотные, полосовые, заграждающие и мостовые фильтры типа “k”

92. Фильтры типа “m”. Безындукционные фильтры

93. Общие положения. Уравнения линии с распределенными параметрами

94. Характеристики однородной линии

95. Длина волны и скорость распространения. Режимы работы линии. Условия для неискажающей линии

96. Линия без потерь. Частотные зависимости. Стоячие волны

97. Понятие об элементах и свойствах нелинейных цепей. Характеристики нелинейных элементов

98. Нелинейные резистивные двухполюсные элементы в режиме постоянного тока. Анализ нелинейных цепей с двухполюсными элементами

99. Графоаналитические методы анализа нелинейных цепей

100. Синтез электрических цепей. Постановка задачи, синтез

101. Элементы электрических цепей и их математические модели

102. Электрический ток, напряжение, э.д.с. Условно-положительные направления токов и напряжений в электрической цепи. Основные понятия и законы электрических цепей

103. Основные свойства и эквивалентные преобразования

104. Методы расчета электрических цепей постоянного тока

105. Основные свойства электрических цепей гармонического тока

106. Метод комплексных амплитуд

107. Расчет электрических цепей при гармонических воздействиях. Мощность

108. Электрические цепи с индуктивно-связанными элементами

109. Резонансные явления в электрических цепях

110. Расчет трехфазных цепей. Измерение мощности в трехфазных цепях

111. Расчет электрических цепей при периодических негармонических воздействиях

112. Переходные процессы в линейных электрических цепях. Классический метод расчета переходных процессов

113. Операторный метод расчета переходных процессов

114. Временной и частотный методы анализа переходных процессов

115. Временной метод расчета переходных процессов. Интеграл Дюамеля

116. Частотный метод расчета переходных процессов. Интеграл Фурье

117. Анализ многополюсных элементов в электрической цепи

118. Четырехполюсники. Основные управления. Параметры четырехполюсников

119. Цепи с распределенными параметрами. Уравнение однородной линии.

120. Параметры однородной линии. Определение параметров линии

121. Синтез двухполюсников

122. Основные соотношения трехфазной цепи при соединении нагрузки (потребителей) по схеме «звезда»

123. Основные соотношения трехфазной цепи при соединении нагрузки (потребителей) по схеме «треугольник»

124. Негормонические периодические токи в линейных электрических цепях

125. Синусоидалные колебания цепей с резистивным элементом

126. Синусоидалные колебания цепей с индуктивным элементом

127. Синусоидалные колебания цепей с емкостным элементом