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.
Перечень элементов исследуемых цепей: резисторы R1, R2, R3, R4 и R5; катушка индуктивности L1 и конденсатор C1;
Примечание: параметры L, Rк катушки L1 и ёмкость С1 конденсатора рекомендуется взять из отчёта по лабораторной работе «Изучение универсального лабораторного стенда» .
Источники синусоидального напряжения: генератор синусоидальных сигналов переменной частоты типа ГЗ, усилитель-преобразователь;
Измерительные приборы: универсальный вольтметр В7-38 и осциллограф С1-72
4. Порядок выполнения работы.
4.1. Исследование цепи при последовательном соединении элементов R5, L1 и C1.
4.1.1. Включением автомата и соответствующих тумблеров на передней панели универсального лабораторного стенда подать напряжение на вход усилителя - преобразователя, осциллографа, вольтметра В7- 38.
4.1.2. Регулятором на лицевой панели генератора и усилителя - преобразователя установить заданную частоту (см. табл.1) и напряжение синусоидального сигнала 6B>U>5B в режиме холостого хода. Подключив измерительный кабель на выход усилителя убедиться в отсутствии искажений сигнала. При наличии искажений уменьшить уровень напряжения на выходе усилителя - преобразователя.
|
|
|
4.1.3. Собрать электрическую цепь, принципиальная схема которой приведена на рис. 9.
Исследование цепи проводится в трёх различных режимах работы по частоты f и постоянном напряжении U:
f < f0, f = f0 и f > f0,
гдеf0- частота в режиме резонанса напряжений: f0 = 
Рис. 9
Ток в режиме резонанса напряжений принимает максимальное значение 
. Поэтому точку резонанса можно проконтролировать по показаниям напряжения на сопротивлении R5. Все напряжения в исследуемой цепи измеряются вольтметром В7-38 и заносятся в таблицу 1.
Таблица 1
| Измерено | Вычислено | |||||||||
| Режим по частоте f, Гц | Ток I А | Напряжение, В | |Z| Ом | φ град | R Oм | X Oм | ||||
| Udo | Uao | Uab | Ubd | Uda | |||||
| 2500 | ||||||||||
| f = f0 | ||||||||||
| 3600 | ||||||||||
|
|
|
Расчёт модуля полного сопротивления |Z| выполняется по данным измерений тока I и напряжения Udo: |Z| = Udo/I.
Угол φ для определения эквивалентных параметров R, X исследуемой цепи для каждого режима находится из векторных диаграмм, которые следует построить по данным измерений. После чего найти эквивалентные параметры последовательной схемы замещения цепи и построить треугольник сопротивлений для каждого режима.
Порядок построения векторных диаграмм и расчета эквивалентных параметров двухполюсника представлены в разделах 2.1 и 2.3 теоретической части методических указаний.
4.2. Исследование цепей при смешанном соединении ветвей с элементами R, L и C.
Исследуются три электрические цепи, принципиальные схемы которых показаны на рис. 10.
а) б) в)
Рис. 10
Электрические цепи исследуются в том порядке, каком они показаны на рисунке. Величину сопротивлений резисторов R1, R2, R3 установить равной 400 Ом >R> 300Ом и одинаковой для всех случаев исследования.
|
|
|
Напряжения на всех участках измеряются аналогично измерениям пункта 4.1. При этом напряжение на входе цепи рекомендуется поддерживать неизменным по действующему значению 5 B >U> 6B и без искажения синусоидальной формы. Данные измерений заносятся в таблицу 2.
Таблица 2
|
Исследуемая цепь Рис. 10 | Измерено | Вычислено | |||||||||||
| Ток I,A
| Напряжение, В | |Z| | φ | R | X | 
| |||||||
| Uco | Uac | Ubc | Udc | Uda | Udb | Ом | град | Oм | Oм | A | |||
| а) | f=2500Гц | ||||||||||||
| б) | f=2500Гц | ||||||||||||
| в) | f=2500Гц | ||||||||||||
| в) | f=3600Гц | ||||||||||||
|
|
|
4.2.1.Для схем на рис. 10,а) и рис. 10,б) по данным измерений построить векторные диаграммы, найти из них угол φ и рассчитать параметры последовательных схем замещения исследуемых цепей и ток.
Пример построения векторной диаграммы показан на рис 11. Аргумент, определяющий положение вектора тока I2 , находится при нулевом аргументе «опорного» вектора Udc как 
Ориентация векторов остальных токов и напряжений не требует пояснений.
Рис. 11
4.2.2. Для схемы, показанной на рис. 10,в, для каждого режима по частоте определить эквивалентные параметры и ток во всех ветвях по результатам расчёта цепи в комплексной форме. Убедиться в выполнении закона Кирхгофа для токов.
Значение тока I, найденное по результатам вычислений по п.4.2.1 и 4.2.2, заносятся в таблицу 2 в показательной форме записи комплексного числа. Основы комплексного метода приведены в разделе 2.2 методических указаний.
Содержание отчёта.
5.1. Наименование и цель работы.
5.2. Схемы исследуемых цепей и таблицы с результатами измерений и вычислений.
5.3.Векторные диаграммы, последовательные схемы замещения и треугольники сопротивлений исследуемых цепей для случаев, указанных в разделах 4.1. и 4.2.
5.4. Расчёт тока в ветвях схемы (рис. 10,в) в комплексной форме с проверкой результата расчёта по закону Кирхгофа для токов.
Литература.
1. Теоретические основы электротехники: учебник для вузов/ К.С. Демирчян. [и др.].- Санкт-Птербург.: Питер, 2006.- 377с
2. Новгородцев, А.Б. 30 лекций по теории электрических цепей: учеб. для вузов/ А.Б. Новгородцев.- СПб.: Политехника, 1995.-519с.
Контрольные вопросы.
1. Назовите основные величины, характеризующие однофазный синусоидальный ток?
2. Как зависят от частоты индуктивное и емкостное сопротивления; записать соотношения?
3. Что такое векторная диаграмма электрической цепи, как она строится и для чего применяется? Как выглядит векторная диаграмма для цепи с индуктивной, емкостной нагрузкой и при резонансе напряжений?
4. Как и для чего вводится комплексное изображение синусоидальных напряжений, токов и ЭДС?
5. Записать выражение для полного сопротивления цепи, схема которой приведена на рис. 10,в.
6. Что такое треугольник сопротивлений (проводимостей) и как определяются параметры последовательной и параллельной схем замещения пассивного двухполюсника?
7. Записать второй закон Кирхгофа для цепи, содержащей последовательное соединение сопротивлений R, L, C элементов и подключённых к источнику синусоидального напряжения 
.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 339; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!