Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Лабораторная работа № 3



Исследование электрических цепей синусоидального тока.

 

1. Цель работы – экспериментальное исследование цепей однофазного переменного тока при различных соединениях элементов.

2. Основные теоретические положения.

Любое электрическое устройство при определенных условиях можно представить в виде электрической цепи, включающей идеализированные элементы R, L, C.

На рис.5 представлена цепь, состоящая из последовательного резистора R, катушки индуктивности L, Rk и конденсатора С при синусоидальном напряжении на входных зажимах и ее векторная диаграмма.

На рис.6 и 7 представлены другие примеры простейших цепей переменного тока и их векторные диаграммы. Основные расчетные формулы для этих цепей рекомендуется изучить самостоятельно.

       
 
C
 
dc

 
 
C

           
   
b
   
С
 
 
 
С
       
   
b
 
 
C

 


Для любой сложной цепи с постоянными параметрами при синусоидальном напряжении общий входной ток будет синусоидальным и сдвинут по фазе, в общем случае, по отношению к напряжению на угол j. Рассматривая всю цепь в целом, как двухполюсник, можно охарактеризовать ее некоторыми зквивалентными параметрами и представить эквивалентной цепью (рис.8.)

 

Эквивалентные параметры цепей, представленных на рис.9 и 10, можно определить по показаниям приборов:

 

Zэ = - полное сопротивление цепи,

где I = или I= ,

Ur1 – измеренное напряжение на известном по величине резисторе R1 (рис.9) или Ur4 - на резисторе R4 (рис.10),

U – напряжение на входе цепи,

Rэ = ZЭ×cosj - эквивалентное активное сопротивление цепи,

j - измеренный угол сдвига по фазе между U и I,

Xэ = - эквивалентное реактивное сопротивление цепи.

 

Применяют два вида эквивалентных схем пассивных двухполюсников: последовательная схема и параллельная. Существует связь между сопротивлениями последовательной эквивалентной схемы и проводимостями параллельной эквивалентной схемы.

 

3. Описание лабораторной установки.

Экспериментальное исследование цепей переменного тока в лаборатории проводятся на универсальном лабораторном стенде, на лицевой панели которого расположены все элементы исследуемой цепи, источник синусоидального напряжения и измерительные приборы.

 

4. Порядок выполнения работы.

4.1. Исследование цепи при последовательном соединении элементов.

 

Перечень исследуемых элементов цепи (R, L, C), ориентировочное значение параметров элементов и частота источника задаются преподавателем.

Экспериментальные исследования цепи проводятся по схеме (рис.9.)

 

Последовательно с сопротивлением R1 поочередно включаются в цепь либо катушка индуктивности, либо конденсатор, либо катушка и конденсатор, соединенные последовательно.

 

Напряжения измеряются вольтметром V.

 

 

Рис. 9

 

Угол сдвига по фазе между током в цепи (базовый сигнал) и напряжениями измеряется фазометром.

Измерения проводятся для случаев:

- последовательное соединение R, L;

- последовательное соединение R, C;

- последовательное соединение R,L,C.

Результаты измерений заносятся в таблицу по форме 4.

 

 

Ud0 =… В , R1=… Ом , f = … Гц

Форма 4.

Измерение Расчет
Цепь Ток, А Напряж, В L Г С мкф XL ом Xc ом Zэ Ом φ град
I Uab Ubo Udb Uab Uda
R, L                        
R, C                        
R, L, C                        

 

По результатам измерений необходимо определить индуктивность катушки и емкость конденсатора, их сопротивления, эквивалентные сопротивления цепи, а также построить топографические векторные диаграммы и треугольники сопротивлений для всех случаев.

 

4.2. Исследование цепи при смешанном соединении элементов.

Экспериментальное исследование проводится по схеме, рис.10.

 

 


Поочередно подключаются ветви с L или С параллельно R3.


Напряжения на всех участках и углы сдвига по фазе между токами и напряжением на зажимах цепи (базовый сигнал) измеряется аналогично измерениям по пункту 4.1.

Результаты измерений и расчетов вносятся в таблицу по форме 5.

 

Ud0 =… В, R1=… , R2=… , R3=… , R4=… ом , f = …Гц. Форма 5.

 

    Измерения Расчет  
  Цепь Ток, А Напряж, В L Г С мкф XL ом Xc ом Zэ Ом φэ град  
    I Uco Uac Ubc Udc Uda Udb            
R1,R3, L                            
R2,R3, C                            
R1,R2,R3, L, C                            
                                                                               

 

 

При оформлении отчета необходимо:

 

- по результатам измерений определить эквивалентные входные сопротивления цепи;

- по известным параметрам рассчитать токи и напряжения в цепи, построить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений;

- сравнить измеренные значения токов, напряжений и углов сдвига по фазе с их значениями из диаграмм.

 

5. Содержание отчета.

 

5.1. Цель работы.

5.2. Основные расчетные формулы.

5.3. Таблица применяемых приборов и элементов цепи.

5.4. Таблицы, векторные диаграммы в порядке выполнения экспериментов.

5.5. Выводы с анализом результатов по пунктам 4.1. и 4.2.

 

Литература:

 

[1] Гл. 4, §§ (4-4), (4-5), стр. 171-177;

§ (4-8), (4-9), (4-10), стр. 184-190.

 

[2] Гл. 3, § (3-2), стр. 56-60; § (3-4), стр. 61-62;

§ (3-5), стр. 62-64.

Гл. 5, §§ (5-1), (5-2), стр. 76-86; § (6-3), стр. 102-108.




Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.