У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Лабораторная работа 2 Исследование электрических цепей синусоидального тока Цель работы

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-03-13

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 1.3.2025

Лабораторная работа № 2

Исследование электрических цепей синусоидального тока

  1.  Цель работы

Исследование соотношения для тока и напряжений электрических цепей синусоидального тока при последовательном соединении участков с катушкой индуктивности и емкостью.

  1.  Пояснения к лабораторному стенду

Схемы исследуемых электрических цепей приведены на рис. 1 – 4

                          

Рис. 1                                                              Рис. 2

          

                                                

                                                       Рис. 3

Рис. 4

Для сборки схемы используются элементы универсального лабораторного стенда. Измерение действующих значений напряжений в схемах осуществляется с помощью цифрового вольтметра, измерение углов сдвига фаз между напряжениями и токами – с помощью фазометра.

  1.  Расчетные соотношения для исследуемых электрических цепей

В однофазных электрических цепях в большинстве случаев действуют ЭДС, изменяющиеся по синусоидальному закону

,

где e – мгновенное значение ЭДС;

 Em – амплитудное значение;

– угловая частота;

 f – частота;

 e – начальная фаза.

Токи и напряжения в таких цепях синусоидальны:

;

.

Фазовый сдвиг между напряжением и током

.

Наряду с мгновенным и амплитудным используется понятие о среднеквадратичном (действующем) значении переменного тока, напряжения, ЭДС.

.

Действующее значение синусоидального тока

.

В большинстве случаев расчета цепей синусоидального тока производят комплексным методом, который позволяет осуществить переход от тригонометрических уравнений к алгебраическим, составленным относительно комплексов тока и напряжения.

Известно, что синусоидально изменяющаяся величина может быть условно (символически) прeдставлена в виде комплексного числа A. Это лежит в основе замены синусоидальных функций вращающимися векторами. Так, например, проекция вектора  на минимальную ось для момента времени t показана на рис. 5.

Рис. 5

Совокупность векторов, изображающих синусоидально изменяющиеся токи, напряжения, ЭДС некоторой электрической цепи, называется векторной диаграммой. Векторные диаграммы строятся для момента времени t = 0.  Комплексные сопротивления индуктивности и емкости соответственно можно найти как

;                  .

Зная комплексные сопротивления можно определить величины индуктивности и емкости элементов

                         .

Реальная катушка индуктивности обладает существенным электрическим сопротивлением и может быть представлена эквивалентной схемой, состоящей из последовательно включенных индуктивности LK и активного сопротивления rK (рис. 6). Векторная диаграмма для такой катушки приведена на рис 7.

                       

Ток в одноконтурной цепи, состоящей из последовательно соединенных элементов, находится по закону Ома.

,

где  Z – входное комплексное сопротивление цепи, равно сумме сопротивлений отдельных ее элементов:

.

При расчете сложной разветвленной цепи с одним источником электрической энергии чаще всего применяют метод преобразования. Он состоит в приведении исходной схемы (например, рис. 3,4) к простейшей, содержащей одно эквивалентное сопротивление Z э.

Преобразование исходной схемы заключается в определении отдельных эквивалентных сопротивлений при последовательном и параллельном соединении. Ток I  в преобразованной цепи (являющийся, одновременно и входным током исходной схемы) находится также по закону Ома.

Рассмотрим для примера расчет токов в схеме рис. 3. Комплексные сопротивления отдельных ветвей схем (рис. 8) определяются как

;

.

 

                 Рис. 8                                                            Рис. 9           

Определим эквивалентное комплексное сопротивление параллельных ветвей.

.

Входное (эквивалентное) сопротивление всей цепи (рис.9)

.

По закону Ома находим входной ток, принимая начальную фазу входного напряжения = 0:

.

Найдем напряжение на параллельных ветвях

.

Тогда

;        ;    .

Зная токи в ветвях, можно определить напряжения на отдельных параметрах катушки

;

.

  1.   Расчетная часть работы

При подготовке к работе необходимо выполнить расчеты токов и напряжений в схемах (рис. 1 – 4), принимая начальную фазу входного напряжения = 0. Величина f = (500 – 1500) Гц и действующего значения входного напряжения U = (4 – 6) В задается преподавателем.

Схема (рис. 1.)

Рассчитать величины токов и напряжений, указанных в табл. 1, и записать их мгновенные значения. Здесь φ – угол сдвига фаз между входными напряжение U  и током  I,   φk – между напряжение на катушке U k и током  I.

Таблица 1

U,   В

I,   А

φ,  град

UL,   В

Ur,   В

φk,  град

Расчет

Опыт

Схема (рис. 2)

Рассчитать величины токов и напряжений, указанных в табл. 2, и записать их мгновенные значения.

                                                                                 Таблица 2

U,   В

I,   А

φ,  град

UC,   В

UR,   В

Расчет

Опыт

Схема (рис. 3)

Рассчитать величины токов и напряжений, указанных в табл. 3. Здесь φ1 – угол сдвига фаз между напряжением U 3   и током  I1. Записать мгновенные значения этих токов и напряжений.

Таблица 3

U,   

В

I,

 А

φ,  град

I1,  

А

I2,   

А

U3,   В

φ1,  град

Ur,    В

UL,   В

U3,   В

Расчет

Опыт

Схема (рис. 4)

Рассчитать величину токов и напряжений, указанных в табл. 4. Здесь  φ1 – угол сдвига фаз между напряжением  U R2  и током  I 1. Записать мгновенные значения этих токов и напряжений.

                                                                                                    Таблица 4

U,

В

I,  

А

φ,  град

I1,   

А

I2,   

А

UR2,

В

φ1,

град

UC,

 В

Расчет

Опыт

  1.  Экспериментальная часть работы

Собрать исследуемые электрические цепи (рис. 1 – 4). В каждой схеме провести  измерения величин, указанных в табл. 1 – 4. Результаты измерений занести в графы «Опыт» соответствующих таблиц.

  1.  Содержание отчета

  1.  Цель работы.
  2.  Схемы исследуемых цепей (рис. 1 – 4).
  3.  Расчетная часть.
  4.  Таблицы 1 – 4 с расчетными и опытными данными.
  5.  Векторные диаграммы исследуемых электрических цепей.


i

0

(ωt+α)

mejωt

ω

+j

+1

  1.  



1. 20 року слідчий посада найменування органу ініціали п
2. Mil tody 2 Pitch n Ide to mke suggestion It is difficult to pitch n ide during
3. Договор аренды предприятия
4. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук
5. Реферат- Венецианов Алексей Гаврилович
6. Закон о защите персональных данных 152ФЗ- разъяснения по соблюдению обязательных требований при обработке
7. ВВП является обобщающим индикатором силы экономики или наоборот её слабости в периоды спадов.
8. Тема- Бытие субстанция материя
9. Правовая конструкция ценной бумаги имеет два аспекта
10. і Протипожежні засоби та заходи