ТОП 10:

Определение параметров эквивалентного генератора



Определение параметров эквивалентного генератора

• В режиме короткого замыкания (R3 = 0) списать с экрана монитора значение тока I3=Iкз.

• В режиме холостого хода (ветвь с R3 разомкнута) измерить напряжение U0. Данные измерений занести в табл. 2П. Восстановить схему цепи.

Определение экспериментальной зависимости I3 = f(R3)

• Измерить ток I3 для указанных в табл. ЗП величин сопротивления R3. Данные занести в табл. 2П.

• Утвердить протокол измерений у преподавателя.

• Выключить тумблеры SA1 источника UZ1, SA3 источника UZ4 и Сеть модуля ВВОД-ВЫВОД.

• Выключить автоматический выключатель QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ. Окончить работу программы DeltaProfi. Для этого:

• Остановить программу, нажатием кнопки «Стоп» или командой главного меню «Управление - Стоп» или горячей клавишей F6.

• Закрыть программу.

 

 

Протокол измерений к лабораторной работе № 2 «Линейная электрическая цепь постоянного тока»

Рис. 1П

Способ отключения источников показан на рис. 2П.

R1=__ Ом, R2=__ Ом, R3=__ Ом.

Проверка законов Кирхгофа, принципов наложения и взаимности

Таблица 1П

Включены оба источника Е1=__В, Е2=__В. Включен источник э.д.с. Е1=__В. Включен источник э.д.с. Е2=__В.
I1, мА   UR1, B   I1, мА   I1, мА  
I2, мА   UR2, B   I2, мА   I2, мА  
I3, мА   UR3, B   I3, мА   I3, мА  

Опытные данные для определения параметров эквивалентного генератора

Таблица 2П

, мА , В , Ом , Ом
       

Экспериментальная зависимость I3=f(R3)

Таблица 3П

R3, Ом
I3, мА              

• Рис. 2П

• Работу выполнили:

• Работу проверил:


Содержание отчета

1. Нарисовать схему замещения исследуемой электрической цепи, указать положительные направления токов.

2. Для исследуемой цепи записать: уравнение первого закона Кирхгофа в каждом режиме; уравнения второго закона Кирхгофа в режиме действия двух источников; принцип наложения для каждого тока; принцип взаимности. По данным табл. 1П протокола измерений проверить численно эти уравнения.

3. По данным табл. 2П рассчитать зависимости тока и мощности третьей ветви от величины ее сопротивления. Построить графики этих функций. На рисунке также нанести экспериментальные значения тока из табл. ЗП.


Лабораторная работа № 3

Определение эквивалентных параметров пассивных двухполюсников

Целью работы является экспериментальное определение полных и комплексных сопротивлений и проводимостей пассивных двухполюсников R-L-C в установившемся режиме синусоидальных напряжений и токов.

1. Общие сведения

На входе пассивного двухполюсника в установившемся режиме мгновенные значения напряжения и = Um sin (ωt+ ѱu) и тока i = Im sin(ωt+ ѱi) отличаются по фазе на угол ср = \уи - у, (рис. 3.1).

Рис. 3.1

Проекции напряжения на линию тока Uaк =U cosφ; Up=U sinφ определяют

активную и реактивную составляющие напряжения.

Проекции тока на линию напряжения Iак = I cosφ; Ip = Isinφ определяют

активную и реактивную составляющие тока.

В цепи синусоидального тока для пассивного двухполюсника по определению вводятся следующие расчетные величины (эквивалентные параметры):

1. Эквивалентные полное Z, активное RЭK и реактивное ХЭK сопротивления:

2. Эквивалентные полная Y, активная GЭK и реактивная Вэк проводимости:

3. Комплексное сопротивление

4. Комплексная проводимость

Для указанных выше величин выполняются отношения:

Рис. 3.2

Эквивалентные параметры определяются из физического эксперимента, в котором для заданного двухполюсника измеряют действующие значения тока и напряжения, активную мощность Р =UI cos φ или угол сдвига фаз ср между мгновенными значениями напряжения и тока (рис. 3.2).

2. Содержание и порядок выполнения работы

В лабораторной работе исследуют R-L, R-C и R-L-C двухполюсники (рис. 3.3).

Источником синусоидального напряжения частой f=50 Гц является МОДУЛЬ ПИТАНИЯ UZ3. В качестве источника синусоидального напряжения можно использовать модуль ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР. В этом случае частота f = 50 - 400 Гц.

Измерения выполняются компьютерным измерительным комплексом (смотри п. 1.4 введения). Ввод данных в компьютер выполняет блок ВВОД-ВЫВОД. Входы 1 и 5 при их совместном использовании измеряют величину угла сдвига фаз ф между мгновенными значениями напряжения и и тока i. При емкостном характере цепи в окне ф на экране монитора появляется величина угла 0...-900.

Пассивные элементы электрических схем двухполюсников выбирают из блоков МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВ и РЕАКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ. Шунт RШ- резистор канала А1 из блока МОДУЛЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ

Рис. 3.3 Численные значения параметров элементов двухполюсников назначает преподаватель. Рекомендуемые значения параметров: L = 60, 70, 80 или 90 мГн, С = 47, 56, 68 или 82 мкФ, R = 47, 68 или 100 Ом. • Собрать электрическую цепь по схеме, приведенной на рис. 1П протокола измерений. Подключить к схеме двухполюсник R- L. • Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.

 

Запустить информационно-измерительный комплекс DeltaProfl. Для этого:

• Включить компьютер, дождаться окончания загрузки Windows;

• Запустить программу DeltaProfl. Появится окно программы.

• Выбрать работу «Работа №3 - Определение эквивалентных параметров пассивных двухполюсников» в меню «Работы» или нажав кнопку «Выбор

работы...» .На экране появится схема лабораторной работы.

• Запустить программу в работу, нажатием кнопки «Пуск» или командой главного меню «Управление - Пуск» или горячей клавишей F5.

• Включить автоматический выключатель QF модуля питания и тумблеры SA2 источника UZ3 и Сеть модуля ВВОД-ВЫВОД.

• Установить регулятором МОДУЛЯ ПИТАНИЯ UZ3 действующее значение напряжения и 5 .6 В.

• Списать с экрана монитора в табл. 1 протокола результаты измерений напряжения U, тока I и угла сдвига фаз φ.

• Выполнить аналогичные измерения для R —С и R-L-C двухполюсников.

• Выполнить предварительные расчеты, указанные в протоколе измерений.

• Протокол измерений утвердить у преподавателя.

• Выключить тумблеры SA2 источника UZ3, Сеть модуля ВВОД-ВЫВОД.

• Выключить автоматический выключатель QF модуля питания.

Окончить работу программы DeltaProfi. Для этого:

• Остановить программу, нажатием кнопки «Стоп» или командой главного меню «Управление - Стоп» или горячей клавишей F6.

• Закрыть программу

Протокол измерений к лабораторной работе № 2 «Линейная электрическая цепь постоянного тока»

Рис. 1П

Способ отключения источников показан на рис. 2П.

R1=__ Ом, R2=__ Ом, R3=__ Ом.

Проверка законов Кирхгофа, принципов наложения и взаимности

Таблица 1П

Включены оба источника Е1=__В, Е2=__В. Включен источник э.д.с. Е1=__В. Включен источник э.д.с. Е2=__В.
I1, мА   UR1, B   I1, мА   I1, мА  
I2, мА   UR2, B   I2, мА   I2, мА  
I3, мА   UR3, B   I3, мА   I3, мА  

Опытные данные для определения параметров эквивалентного генератора

Таблица 2П

, мА , В , Ом , Ом
       

Экспериментальная зависимость I3=f(R3)

Таблица 3П

R3, Ом
I3, мА              

• Рис. 2П

• Работу выполнили:

• Работу проверил:


 

 

Протокол измерений к лабораторной работе № 3 «Определение эквивалентных параметров пассивных двухполюсников»


 

Рис. 1П

Численные значения параметров элементов:

L=__ мГн; R=__ Ом; С = __мкФ.

Опытные данные внесены в табл. 1П.

Таблица 1П

Двухполюсник U, B I, мА φ, град
R-L      
R-C      
R-L -C      

 

Двухполюсник , Ом , Ом , Ом
R-L      
R-C      
R-L -C      

Предварительные расчеты представлены в табл. 2П.

 

Для двухполюсника R - L эквивалентное сопротивление RЭK равно активному сопротивлению RK катушки индуктивности L.

 

 

Работу выполнили:_________________

 

Работу проверил:__________________


 

3. Содержание отчета

1. Нарисовать схемы исследуемых двухполюсников. Указать величины параметров R, L, С.

2. Используя экспериментальные данные табл. 1П и результаты предварительных расчетов из протокола измерений для каждого из двухполюсников, записать комплексные сопротивления и проводимости в алгебраической и показательной форме записи. Построить в масштабе треугольники сопротивлений.

3. Выполнить проверку отношений эквивалентных преобразований:

4. По известным параметрам элементов и частоте источника рассчитать комплексное сопротивление и комплексную проводимость двухполюсника R- L-C. Сравнить расчет с данными п. 2 и п. 3.

 

 

Лабораторная работа № 4

Исследование цени синусоидального тока

Целью работы является получение экспериментальных данных для расчета и построения векторных диаграмм разветвленной цепи синусоидального тока; закрепление навыков расчета комплексным методом.

Общие сведения

При расчетах установившихся режимов линейных электрических цепей синусоидального тока мгновенным значениям синусоидальных функций времени, например, тока i(t) = Im sin(ωt+ ѱ1,), ставят в соответствие комплексное мгновенное значения .

Величины называют комплексными амплитудными

и действующими значениями, соответственно. Аналогично для синусоидальных напряжений, э. д. с., электрических зарядов, магнитных потоков и т. д.

Для любого пассивного участка электрической цепи, содержащего элементы R, L и С , можно определить комплексное сопротивление

и комплексную проводимость

- .

Переход к комплексным действующим значениям напряжений и токов, комплексным сопротивлениям и проводимостям позволяет при расчетах использовать:

• уравнения, по форме совпадающие с законом Ома

• 1-й закон Кирхгофа для любого узла схемы замещения цепи: (алгебраическая сумма по всем k ветвям узла);

• 2-й закон Кирхгофа для любого контура схемы замещения цепи: (алгебраические суммы по всем l ветвям контура);

Мощности источников и пассивных участков цепи также представляются в комплексной форме:

,

где - полная комплексная мощность; = - сопряженное комплексное действующее значение тока ( ).

В цепи синусоидального тока выполняется баланс комплексных, активных и реактивных мощностей источников и потребителей:

Содержание и порядок выполнения работы

В лабораторной работе используется источник синусоидального напряжения из модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР.

Измерения выполняются компьютерным измерительным комплексом (смотри п 1.4 введения). Ввод данных в компьютер выполняет модуль ВВОД-ВЫВОД. Входы 1 и 5 при их совместном использовании измеряют активную мощность Р и угол сдвига фаз φ между мгновенными значениями напряжения и и тока i1. При емкостном характере цепи в окне ср на экране монитора появляется величина угла 0...-900.

Пассивные элементы электрической схемы выбирают из блоков МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВ и РЕАКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ.

Частоту f и параметры пассивных элементов задает преподаватель. Рекомендуемые значения представлены в табл. 4.1.

 

 

Таблица 4.1

f=50 Гц f=100Гц f=150 Гц f=200 Гц f=250 Гц
L, мГн С, мкФ L, мГн С, мкФ L, мГн С, мкФ L, мГн С, мкФ L, мГн С, мкФ
                     

Лабораторная работа состоит из двух частей. В первой части выполняют измерения для расчета и построения векторных диаграмм напряжения и тока разветвленной цепи синусоидального тока.

Во второй части выполняют опыты для расчета комплексных сопротивлений участков исследуемой цепи. Полученные данные используют для расчета цепи комплексным методом. Результаты расчета сравнивают с данными, полученными в первой части работы.

• Собрать электрическую цепь по схеме, приведенной на рис. 1П протокола измерений. Резистор R = 10 Ом.

• Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.

• Заданные преподавателем величины пассивных элементов установить в блоке МОДУЛЬ РЕАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. Их величины записать в протокол измерений.

Запустить информационно-измерительный комплекс DeltaProfi. Для этого:

Включить компьютер, дождаться окончания загрузки Windows;

Запустить программу DeltaProfi. Появится окно программы.

Выбрать работу «Работа №4Исследование цепи синусоидального тока» в меню «Работы» или нажав кнопку «Выбор работы...». На экране появится схема лабораторной работы.

Запустить программу в работу, нажатием кнопки «Пуск» или командой главного меню «Управление - Пуск» или горячей клавишей F5.

• Включить автоматический выключатель QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ и тумблеры Сеть модулей ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР и ВВОД-ВЫВОД. Переключатель Форма установить в положение ~.

Первая часть работы

1.Регулятором Частота модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР, получить заданное преподавателем значения частоты f. Регулятором Амплитуда установить действующее значение напряжения и на выходе модуля 7-8 В. Записать величины напряжения и частоты в таблицу 1П протокола измерений.

2.Измерить действующее значение напряжений и12; токов i1, i2 и i3; активную

мощность Р, потребляемую цепью; угол φ между напряжением и током на входе цепи. Измеренные величины занести в табл. 1П.

3.Выполнить предварительные расчеты, указанные в протоколе измерений.

Вторая часть работы

4.Регулятором Амплитуда уменьшить до нуля напряжение на выходе модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР.

5.Закоротить перемычкой участок с напряжением u2.

6.Регулятором Амплитуда модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР установить действующее значение напряжения и на выходе модуля 3-4 В. Записать в табл. 2П результаты измерения U, I, φ.

7.Убрать перемычку.

8.Регулятором Амплитуда уменьшить до нуля напряжение на выходе модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР.

9.Закоротить перемычкой участок с напряжением и1.

10.Регулятором Амплитуда модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР установить действующее значение напряжения и на выходе модуля 3—4 В. Записать в табл. 2П результаты измерения U, I, φ.

11.Разомкнуть ветвь с током I3 (I3= 0). Записать в таблицу 2П протокола результаты измерения U, I, φ.

12.Восстановить цепь тока I3.

13.Разомкнуть ветвь с током I2 (I2 = 0). Записать в табл. 2П результаты измерения U, 1,φ.

14.Выполнить предварительные расчеты, указанные в протоколе измерений.

15.Протокол измерений утвердить у преподавателя.

16. Выключить тумблеры Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР и ВВОД - ВЫВОД.

17.Выключить автоматический выключатель QF модуля питания.

Окончить работу программы DeltaProfi.Для этого:

Остановить программу, нажатием кнопки «Стоп» или командой главного меню «Управление — Стоп» или горячей клавишей F6.

Закрыть программу.

Первая часть работы

Результаты измерений представлены в табл. 1П.

U, B U1, B U2, B I1, мА I2, мА I3, мА φ, град Р, Вт
               

Предварительные расчеты

Активная мощность, потребляемая цепью:

Р = UI1cosφ= = Вт.

Измеренная активная мощность из табл. 1П: Р = Вт.

По данным табл. 1П полное сопротивление:

• цепи Z = = Ом;

• участка 1 с напряжением U1: Z1 = = Ом;

• участка 2 с напряжением U2 : Z23 = = Ом;

• ветви с током I2: Z2 = = Ом;

• ветви с током I3: Z3 = = Ом.

Вторая часть работы

Результаты измерений представлены в табл. 2П.

Таблица 2П

Участок 1 (U2=0) Участок 2 (U1=0) Ветвь I2 (I3=0) Ветвь I3 (I2=0)
U, B I, мА φ, град U, B I, мА φ, град U, B I, мА φ, град U, B I, мА φ, град
                       

 

Предварительные расчеты.

По данным табл. 2П комплексные сопротивления:

• участка 1: = Ом;

• участка 2: = Ом;

• ветви с током I2: = Ом;

• ветви с током I3 : = Ом.

Сравните с результатами, полученными в части 1 работы.

Работу выполнили:_________________

Работу проверил:__________________

 

Содержание отчета

Нарисовать схему замещения исследуемой электрической цепи, указать величины параметров цепи.

По результатам измерений (табл. 1П протокола) построить в масштабах векторные диаграммы напряжения и тока.

Рассчитать токи и напряжения методом преобразований. При расчете из протокола наблюдений взять входное напряжение и комплексные сопротивления ветвей. Все расчеты проводить в комплексной форме. Сравнить результаты расчета с экспериментальными данными (табл. 1П).

Для исследуемой цепи записать в комплексной форме уравнения по законам Кирхгофа. Используя результаты, полученные в п, 3, проверить численно выполнение этих уравнений.

Записать уравнения баланса активных и реактивных мощностей. Проверить выполнение баланса, используя результаты, полученные в п. 3


Лабораторная работа № 5

Общие сведения

На рис. 5.1 показан контур 1 с электрическим током Магнитный поток, создаваемый этим током и сцепленный с этим контуром, называется потоком самоиндукции Ф1L.

 

Рис. 5.1

Расчетная величина потокосцепление самоиндукции контура 1 или неразветвленной электрической цепи обозначается ѱ1L. В линейной электрической цепи потокосцепление ѱ1L = L1i1 , где L1 собственная индуктивность или просто индуктивность контура 1.

При протекании переменного тока в окружающем контур или электрическую цепь пространстве создается переменный магнитный поток. В контуре индуцируется э. д. с. самоиндукции, а на зажимах цепи возникает напряжение самоиндукции

Если часть магнитного потока индуктивности L1 сцепляется с витками контура 2, в нем возникает магнитный поток взаимной индукции Ф. В линейной электрической цепи потокосцепление взаимной индукции определяется выражением , где М21взаимная индуктивность контуров 1 и 2.

При изменении магнитного потока взаимной индукции во втором контуре возникает э. д. с. взаимоиндукции. Напряжение взаимоиндукции

Напряжение на индуктивно связанных элементах электрической цепи определяются составляющими напряжений само- и взаимоиндукции. Если собственная индуктивность контура 2 L2, а напряжения на их зажимах u1 и u2, то в установившемся режиме в комплексной форме записи получаем:

Для последовательного согласного включения индуктивно связанных катушек (рис. 5.2) при можно записать

Рис. 5.2

Комплексное эквивалентное сопротивление цепи

Эквивалентное активное и реактивное сопротивления цепи:

Для последовательного встречного включения катушек (рис. 5.3)

Комплексное эквивалентное сопротивление цепи

эквивалентное активное и реактивное сопротивления цепи:

 

Поскольку больше , то полное сопротивление больше . Это позволяет экспериментально определить одноименные зажимы индуктивно связанных катушек.

Рис. 5.3

2. Содержание и порядок выполнения работы

В лабораторной работе используется источник синусоидального напряжения из модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР.

Измерения выполняются компьютерным измерительным комплексом (смотри п 1.4 введения). Ввод данных в компьютер выполняет модуль ВВОД-ВЫВОД. Входы 1 и 5 при их совместном использовании измеряют угол сдвига фаз φ между мгновенными значениями синусоидальных напряжения u1, и тока i1. При емкостном характере цепи в окне φ на экране монитора появляется величина угла 0...-900.

Пассивные элементы электрической схемы выбирают из блоков МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВ и РЕАКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ.

Определение параметров индуктивно связанных катушек

· Собрать электрическую цепь по схеме, приведенной на рис. 1П протокола измерений.

· Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.

Запустить информационно-измерительный комплексDeltaProfi.Для этого:

· Включить компьютер, дождаться окончания загрузки Windows;

· Запустить программу DeltaProfi. Появится окно программы.

· Выбрать работу «Работа №5 - Исследование цепи синусоидапьного тока с индуктивно связанными элементами - Определение параметров индуктивно связанных катушек» в меню «Работы» или нажав кнопку «Выбор работы...». На экране появится схема лабораторной работы

· Запустить программу в работу, нажатием кнопки «Пуск» или командой главного меню «Управление - Пуск» или горячей клавишей F5.

· Включить автоматический выключатель QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ и тумблеры Сеть модулей ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР и ВВОД-ВЫВОД. Переключатель Форма установить в положение ~. Установить регулятором Частота значение частоты f = 100 ... 200 Гц. Частоту f записать в протокол.

· Регулятором Амплитуда модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР установить действующее значение напряжения и1 6-7 В.

· Выполнить компьютерным измерительным комплексом измерения действующих значений напряжений u1 и и2, тока i1, и угла сдвига фаз φ. Все измеренные величины занести в табл. 1П.

· Повторить измерения, поменяв местами индуктивности L1 и L2. Измеренные величины занести в табл. 1П.

· Выключить тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР.

· Выполнить указанные в протоколе измерений расчеты.

Последовательное соединение индуктивно связанных катушек

· Собрать электрическую цепь по схеме, приведенной на рис. 2П.

· Выбрать работу «Работа №5 - Исследование цепи синусоидального тока с индуктивно связанными элементами - Последовательное соединение индуктивно связанных катушек» в меню «Работы» или нажав кнопку «Выбор работы...». На экране появится схема лабораторной работы.

· Включить тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР

· Экспериментально определить одноименные зажимы катушек.

· Соединить катушки последовательно согласно. Регулятором Амплитуда модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР, установить напряжение U= 7 В.

· Выполнить компьютерным измерительным комплексом измерения действующих значений напряжений и, и1 и и2, тока i и угла сдвига фаз φ. Измеренные величины занести в таблицу 2П.

· Соединить катушки последовательно встречно. Выполнить измерения предыдущего пункта. Измеренные величины занести в таблицу 2П.

· Выключить тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Параллельное соединение индуктивно связанных катушек

• Собрать электрическую цепь по схеме, приведенной на рис. ЗП.

• Соединить катушки согласно (одноименные зажимы подключены к узлу).

Выбрать работу «Работа №5 - Исследование цепи синусоидального тока с индуктивно связанными элементами - Параллельное соединение индуктивно связанных катушек» в меню «Работы» или нажав кнопку «Выбор работы ». На экране появится схема лабораторной работы.

• Включить тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР.Регулятором Амплитуда установить на выходе модуля напряжение (U= 6 - 7 В.

• Выполнить измерения компьютерным измерительным комплексом. Измеренные величины занести в табл. ЗП.

• Соединить катушки встречно. Выполнить измерения предыдущего пункта. Измеренные величины занести в табл. ЗП.

• Выключить тумблеры Сеть модулей ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР и ВВОД- ВЫВОД

• Выключить автоматический выключатель QF модуля питания.

• Протокол измерений утвердить у преподавателя.

Окончить работу программы DeltaProfi. Для этого:

Остановить программу, нажатием кнопки «Стоп» или командой главного меню «Управление - Стоп» или горячей клавишей F6.

Закрыть программу.

Протокол измерений к лабораторной работе № 5 «Исследование цепи синусоидального тока с индуктивно связанными элементами»

Определение параметров индуктивно связанных катушек

Схема исследуемой электрической цепи представлена на рис. 1П. Частота f = Г ц.

Рис. 1П Экспериментальные данные представлены в табл. 1П.

Таблица 1П

К выходу генератора подключена катушка L1 К выходу генератора подключена катушка L2
U1, B I1, мА φ1,град U2, B U1, B I1, мА φ1,град U2, B
               

 

Предварительные расчеты параметров катушек

 

К выходу генератора подключена катушка L1
= = Ом = = Ом
= = Ом = = Ом
К выходу генератора подключена катушка L2
= = Ом = = Ом
= = Ом = = Ом

 

Последовательное соединение катушек

Рис. 2П

 

Таблица 2П

Согласное соединение катушек Встречное соединение катушек
U, B I, мА U1, B U2, B φ, град U, B I, мА U1, B U2, B φ, град
                   
= Ом = Ом

Лабораторная работа № 6

Исследование резонанса в цепи с последовательно соединенными элементамиR, L, С

Целью работы является исследование резонансных явлений и частотных характеристик электрической цепи, содержащей элементы R, L, С.

1. Общие сведения

Резонансом называется явление совпадения начальных фаз мгновенных значении синусоидального напряжения и тока на участке электрической цепи, содержащем элементы R, L, С.

В состоянии резонанса угол сдвига фаз φ=ѱui=0. Имеют место следующие выражения:

В линейной электрической цепи режим резонанса можно получить путем изменения частоты f питающего напряжения u(t) или величин параметров элементов R, L, С. В работе исследуют контур с последовательным соединением участков R, L и С (рис. 6.1).

Рис. 6.1

На частоте резонанса ω0 эквивалентное реактивное сопротивление

 

откуда

 

 

Величина ω0L= 1/ω0С = = имеет размерность сопротивления и название волнового (характеристического) сопротивления контура. Резонансные свойства контура характеризует добротность

 

 

При резонансе напряжение на входеконтура U = UR0. Добротность Q показывает, во сколько раз напряжения на реактивных элементах UL0=UC0 отличается от напряжения U. Такой резонанс называют резонансом напряжений.

Ток при резонансе достигает наибольшего значения .

Зависимости XL(f); XC(f); X(f)=XL(f)-XC(f);

называются частотными характеристиками цепи (контура).

Зависимость φ(f) = arctg(X(f)/R) называется фазочастотной

характеристикойцепи (контура).

Зависимости от частоты действующих значений тока I(f)и напряжений UR (f), UL (f), UC (f) называются амплитудно-частными характеристиками (АЧХ).

Диапазон частот, при которых выполняетсяотношение

называется полосой пропускания. Записанное выше отношение выполняется точно на частотах f1 и f2 , где |Х(f)|=R. На частоте f1 меньше f0 угол сдвига фаз

φ(f1) = —450, на частоте f2 больше f0 φ(f2) = +45°. Частоты f1 и f2 называются нижней и верхней граничной частотой полосы пропускания. Выполнение условий φ(f1) = —45° и φ (f2) = +45° позволяют экспериментально определить граничные частоты, поэтому полосу пропускания можно определить по фазочастотной характеристике.

Значения граничных частот определяются выражением

Избирательные частотные свойства контура характеризуются полосой пропускания

Содержание и порядок выполнения работы







Последнее изменение этой страницы: 2016-07-11; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.236.35.159 (0.055 с.)