Определение параметров элементов

 

Поочередно подключаются к выходным зажимам 2–2′схемы (рисунок 2.1) реостат, катушки индуктивности и конденсатор (элементы 1,2,3,4 рисунка 2.2). Производятся измерения напряжения, тока, мощности. Результаты заносятся в таблицу 2.1.

 

 

Рисунок 2.2 – Схемы замещения исследуемых элементов

 

Элемент схемы	Опыт	Расчет	Измерения осцилл.
U	I	P	z	x	r	Z=ze^i^ф	L	C	ф	ф
В	А	Вт	Ом	Гн	мкФ	град	град
Реостат				31,9		31,9	31,9
Катушка №1(12)	36,5		10,9	36,5	34,8	10,9	36,5e^72^,^62i	0,11		72,62
Катушка №2(19)	95,5		25,9	95,5	91,9	25,9	95,5e^74,26^i	0,29		74,26
Конденсатор		0,74	3,9	141,9	141,7	7,12	141,9e^-87,12^i			-87,12

Таблица 2.1­–Параметры элементов

 

 

Способ определения
В	А	Вт	Ом	В*А	вар	В
Опыт		0,57
Расчет		0,51	16,62	77e^-11,2i	20e^-11,2i	-3,88	18,25e^83,82
Осциллограф		0,54					18e^83

Таблица 2.2­–Значение электрических величин при последовательном соединении элементов

 

Способ определения
В	А	Ом	Вт	В*А	вар
Опыт			0,33	0,39	0,66
Расчет		60,84e^-3,86i	0,28	0,43	0,63	250e^49i	12,9	19,6e^49i	14,6

Таблица 2.3­–Значение электрических величин при смешанном соединении элементов

 

 

Вид включения катушек
В	А	Вт	Ом	Гн	град
Согласное		0,48							Опыт
			166,7	17,36	165,8	0,53		По опытным данным
	0,47							Расчет
Встречное		0,88							Опыт
				16,79	89,4	0,28		По опытным данным
	0,86							Расчет
М=0		0,62							Опыт
				15,6		0,41		По опытным данным
	0,6							Расчет
M=0,0625 Гн; k=0,35

Таблица 2.4­–Значение электрических величин при наличии магнитной связи между катушками

 

 

C	U	I	P	Uab	Ubc	Uac	Φ,град
мкФ	В	А	Вт	В	расчет	измерение осциллографом
		0.16					66,86
		0.665
		0.56

Таблица 2.5 – Значения электрических величин при резонансе напряжений

Расчетная часть

Расчет L и C

В данной работе использовали напряжение промышленной частоты 50 Гц. По известным реактивным сопротивлениям L и С нашли x_L и x_C:

Реостат

 

Катушка 1(№ 12)

Катушка 2(№ 19)

Конденсатор

 

 

Последовательное соединение элементов

Рисунок 2.3– Схема последовательного соединения элементов

 

Смешанное соединение элементов

Рисунок 2.3– Схема смешанного соединения элементов

Индуктивно связанные катушки

Рисунок 2.3– Схема подключения двух индуктивно связанных катушек

Согласное включение:

Встречное включение:

Отсутствие магнитной связи:

Определение взаимной индукции и коэффициент связи

Согласное включение

Встречное включение

Отсутствие магнитной связи

Векторные диаграммы

Масштаб:

1см=0,1А=1В

Рисунок 2.5– Векторная диаграмма для последовательного соединения

 

Масштаб:

1см=0,01А=1В

Рисунок 2.6– Векторная диаграмма для параллельном соединения

 

Исследование линейной электрической цепи при несинусоидальном входном напряжении.

Цель работы

Выполнить расчет линейной электрической цепи при несинусоидальном входном напряжении.

равнить полученные результаты с опытными данными.

Экспериментальная часть

Для схемы (Рисунок 3.1) при заданных значениях амплитуды U_m, периода T и продолжительности импульса D питающего напряжения зарисованы с экрана осциллографа кривые входного напряжения и тока (Рисунок 3.2), масштабы по вертикали , и горизонтали – указаны.

Рисунок 3.1 – Исследуемая схема

C, мкФ	L, мГн	Rк, Ом	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом
0.1		41,1

 

Таблица 3.1 Параметры элементов цепи

Рис.2.7– Кривые входного напряжения и тока по осциллографу

Порядок проведения работы:

а) выставить входное напряжение генератора ;

б) с помощью переключателей “Период Т” и “Временной сдвиг D” генератора установить заданный период и длительность импульса. При этом переключатель “ Х ” генератора установить в положении “ 1 ”;

в) подключить к заданной схеме (Рисунок 2.1) выход генератора и входы осциллографа и зарисовать кривые тока и напряжения .

г) рассчитать значения, полученные по осциллографу:

 

Расчетная часть

Разложение входного напряжения в ряд Фурье

,

 

Скважность импульсов

Следовательно, входное напряжение будет равно:

 

,

где – постоянная составляющая напряжения, В;

– амплитуда k-ой гармоники, В;

k – номер гармоники, равный 1, 2, 3, …

Постоянная составляющая рассчитывается по формуле:

,В

Амплитуда гармоники рассчитывается по формуле:

 

Запишем аналитическое выражение входного напряжение через ряд Фурье: