Laba_elektrotekhnika1
.docxУФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра электротехники и электрооборудования предприятий
Лабораторная работа № 1W
«ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ
ПОСТОЯННОГО ТОКА»
Вариант № 1
Выполнил ст. гр. БГБ-11-
Проверил Кирлан В.Л.
Уфа 2012
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1W
“ ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА ”
-
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
-
Экспериментальное обоснование метода суперпозиции.
-
Изучение принципа компенсации тока.
-
Экспериментальное обоснование метода преобразования цепи с помощью эквивалентного генератора.
-
Изучение принципа компенсации напряжения.
-
-
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Основными теоретическими сведениями, необходимые для выполнения работы, являются методы расчета цепей постоянного тока.
-
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО МАКЕТА
Для выполнения лабораторной работы используется ПЭВМ с загруженной моделирующей программой Electronics Workbench 5.0. Блок используемых в работе виртуальных схем находится в файле Lab1W.ewb.
Демонстрация метода суперпозиции, компенсации тока и преобразования цепи с помощью эквивалентного генератора, производится схемами, показанными на рисунке 1. Вольтметры на схеме должны иметь наибольшее внутреннее сопротивление, а амперметры - наименьшее. Ключи S1 схем управляются клавишей “A”, а ключи S2 - клавишей “B” Используемые при выполнении работы коммутации показаны на рисунке 2: рисунок 2,а - подсоединение к выводам g и h сопротивления R3; рисунок 2,б -холостого ход относительно выводов g и h; рисунок 2,в - короткое замыкание выводов g и h. Для демонстрации компенсации напряжения используется схема, приведенная на рисунке 3.
-
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
-
Рассчитать и установить параметры схем.
-
E1= 5 + 3*5=15 (В); E2= 5 + 2*5=25 (В); R1=20 + 5=25 (Ом); R2=20 + 2*5=30 (Ом);
R3=20 + 3*5=35 (Ом),
Таблица 1 - Параметры схем для варианта №1
E1,В |
E2,В |
Ri,Ом |
R2,Ом |
R3,Ом |
20 |
15 |
25 |
30 |
35 |
Рисунок
1 - Схема для исследования метода
суперпозиции (а), схема эквива-
лентного генератора с нагрузкой (б)
Рисунок
2 - Схемы коммутации: нагрузочный режим
(а); режим холостого хода (б); режим
короткого замыкания (в)
-
Таблица 2 - Экспериментальные данные к п.4.2
№ п/п |
E1 |
E2 |
I1 (A1) mA |
I2 (A2) mA |
I3 (A3) mA |
U1 (V1) |
U2 (V2) |
U3 (V3) |
1 |
20 |
0 |
486 |
-261.7 |
224.3 |
12.15 |
-7.85 |
7.85 |
2 |
0 |
15 |
-196.3 |
336.4 |
140.2 |
-4.906 |
10.09 |
4.907 |
3 |
20 |
15 |
289.7 |
74.77 |
364.5 |
7.243 |
2.243 |
12.76 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-
Определяем напряжение Ugh между узлами.
.
; ;.
Окончательно имеем
=0.0753А;
=2.15В;
I1==0.59A; U1=E1-Ugh=17.85В; U3=Ugh=2.15В; I3==0.761A.
Таблица 3 - Результат расчетов к п. 4.3
уа I1,mA |
I2,mA |
I3,mA |
U1,В |
U2,В |
U3,В |
590.1 |
75.53 |
761.6 |
2.88 17.85 |
2.15 |
12.85 |
-
Установили Е2 = - 15В и сопротивление R2 из тех соображений, чтобы при условно закороченной ветви gh токи I1 и I2 , были бы равны, то есть
I1=E1/R1=I2=E2/R2
R2=E2*R1/E1=15*25/20=18.75 Ом
Включил схему и убедился, что ток I3 = 0, а токи I1=I2=380.9 мА. Убедился также, что это состояние не изменится при установке холостого хода (рисунок 2,б) и короткого замыкания (рисунок 2,в). Это означает, что узлы g и h имеют одинаковый потенциал независимо от значения сопротивления R3. Токи через сопротивление R3 компенсируют друг друга, как равные по значению и направленные противоположно. Два узла потенциально преобразованы в один узел.
-
Определить параметры эквивалентного генератора относительно ветви с сопротивлением R3 (выходные зажимы эквивалентного генератора точки g и h).
Восстановил положительную полярность ЭДС Е2 и первоначальное значение сопротивления R2 . Установил в ветви gh холостой ход (рисунок 2,б) и измерил напряжение U3 (V3)=17.73В при холостом ходе (U3XX). ЭДС эквивалентного генератора Ее = U3ХХ .
Таблица
4 - Результат экспериментов и расчета
к п. 4.5
Эксперимент |
Расчет |
||
U3XX |
Iзкз A |
Ее |
Rbe |
17.73 |
1.3 |
17.73 |
13.638 |
-
Произвести аналитический расчет параметров эквивалентного генератора.
Использую исходные данные значения ЭДС и сопротивлений схемы. Рассчитал напряжение холостого хода U3XX , ток короткого замыкания I3КЗ и внутренние сопротивление эквивалентного источника Rbe . Внутреннее сопротивление рассчитал по формуле
Rbe = R1*R2 /( R1+R2)=17.73/1.3=13.6384 Ом
=1.3A
U3ХХ=E1-I1*R1=17.73В
Таблица 5 - Результат расчета к п. 4.6
U3XX |
Iзкз
|
Ее |
Rbe |
17.73 |
1.3 |
17.73 |
13.638 |
-
Установил на схеме замещения (см. рисунок 1,б) значения Ее, Rbе , R3 и убедился, что при холостом ходе, коротком замыкании и при любом значении R3 токи I3 =1.3А в схемах на рисунках 1,а и 1,б одинаковые.
-
Вывод: В данной лабораторной работе мы экспериментально доказали метод суперпозиций .Изучили принцип компенсации тока, экспериментально обосновали метод преобразования цепи с помощью эквивалентного генератора. И изучили принцип компенсации напряжения.