Протокол измерений к лабораторной работе № 20 «Инерционные и безынерционные нелинейные элементы»

Инерционный элемент

Схема для измерения характеристики инерционного элемента показана на рис. 1П. Результаты измерений представлены в табл. 1П.

Рис. 1П

Таблица 1П

, В
, мА	10	20	30	40	50	60	70	80

Схема с нелинейным инерционным элементом показана на рис. 2П. Частота 50 Гц; период 20 мс; емкость конденсатора _____ мкФ, реактивное сопротивление ______ Ом.

Рис. 2П

Предварительные расчеты. Для действующего значения тока ____ мА:

Напряжения  ____В;  ______ ____ В;

____________ ____В.

Экспериментальные данные представлены в табл. 2П.

Таблица 2П

, В	, В	, В	, мА	, Вт	, град

Осциллограммы напряжений на источнике и инерционном элементе прикреплены к протоколу.

Безынерционный элемент

Схема цепи с безынерционным нелинейным элементом показана на рис. 3П. Сопротивление шунта 1 Ом.

Рис. 3П

Напряжение __ В; ___ мА.

Осциллограмма напряжения на шунте прикреплена к протоколу. Напряжение . Сопротивление шунта 1 Ом, поэтому полученная зависимость есть .

Вывод: инерционные элементы не изменяют спектр сигнала, а инерционные изменяют.

Работу выполнили _________________________

Работу проверил _________________________

3. Содержание отчета

1. Нарисовать схемы цепей и перенести данные из протокола измерений.

2. Рассчитать цепь с инерционным элементом, используя ВАХ элемента и действующее значение входного тока. Сравнить расчетные и экспериментальные данные.

3. По осциллограмме тока безынерционного элемента найти 10 значений на интервале времени от 0 до через 1 мс.

4. Используя быстрое преобразование Фурье, вычислить значения коэффициентов разложения по синусам и косинусам для первой и третьей гармоник функции тока. По этим данным рассчитать амплитуду и фазу первой и третьей гармоник тока. Записать .

5. Рассчитать действующее значение тока. Сравнить расчетные и экспериментальные данные.

Отчет по лабораторной работе № 20 «Инерционные и безынерционные нелинейные элементы»

Инерционный элемент

Схема для измерения вольтамперной характеристики для действующих значений показана на рис. 1.

Рис. 1	Рис. 2

Экспериментальные данные представлены в табл. 1.

Таблица 1

, В
, А

Схема цепи с нелинейным инерционным элементом показана на рис. 2. Частота 50 Гц, емкость конденсатора ___ мкФ, реактивное сопротивление _____ Ом.

Действующее значение тока ____ мА. Напряжения _____ В (по табл. 1), __________ В, ___________________В.

Мощность _________Вт. Угол ____________град.

Приняв начальную фазу входного напряжения , получим мгновенные значения тока и напряжений:

мА; В;

В; В.

Сравнение расчетных и экспериментальных данных выполнено в табл. 2П.

Таблица 2

	, В	, В	, В	, мА	, Вт	, град
Расчет
Эксперимент

По результатам расчета на рис. 3 построены векторные диаграммы тока и напряжения в масштабах ____ В/дел. и _____ мА/дел.

На рис. 4 представлены расчетные графики напряжений и . В том же масштабе на рис. 5 представлены экспериментальные зависимости и .

Рис. 3

Рис. 4

Безынерционный элемент

Схема цепи с безынерционным элементом показана на рис. 6. Сопротивление шунта 1 Ом. Зависимость тока на половине периода 10 мс, полученная в результате пересчета осциллограмма , представлена на рис. 6.

Рис. 5

Рис. 6

На рис. 6 половина периода колебаний тока разделена на 10 равных частей. Значения тока занесены в табл. 3. В табл. 3, 4 выполнены расчеты коэффициентов разложения в ряд Фурье по синусам и косинусам для первой и третьей гармоник.

Таблица 3

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Таблица 4

	1	3
, мА
, град

Мгновенное значение тока:

+ __________________________________________ мА.

Действующие значение тока _____мА.

Из эксперимента _____ мА.

Работу выполнили _________________________

Работу проверил _________________________