
- •Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине “Теоретические основы электротехники”
- •Ставрополь 2004
- •Лабораторная работа №1
- •«Экспериментальная проверка законов Кирхгофа
- •В резистивных цепях»
- •Цель и содержание
- •Теоретическое обоснование
- •Источники эдс и тока
- •Законы Кирхгофа для электрической цепи
- •Метод наложения для электрической цепи
- •Аппаратура и материалы
- •Указания по технике безопасности
- •Методика и порядок выполнения работы
- •1 Исследование внешних характеристик реальных источников напряжения и тока
- •2 Экспериментальное исследование токораспределения в разветвленной резистивной цепи
- •3 Исследование разветвленной цепи методом наложения
- •Содержание отчета и его форма
- •Теоретическое обоснование
- •Аппаратура и материалы
- •Указания по технике безопасности
- •Методика и порядок выполнения работы
- •1 Исследование формы тока через конденсатор, резистор и катушку индуктивности при различных формах приложенного напряжения
- •2 Измерение действующего значения и начальной фазы токов во всех ветвях и падений напряжений на всех элементах r, l и с – цепи
- •Содержание отчета и его форма
- •Форма отчета
- •Контрольные вопросы и защита лабораторной работы
- •Литература Основная учебная литература
- •Дополнительная литература
- •Методические указания
- •355029, Г. Ставрополь, пр.Кулакова, 2
Содержание отчета и его форма
Отчет должен содержать выполнение следующих заданий:
ЗАДАНИЕ 1
1.1. Проанализировать результаты выполненных экспериментов п./п. 1.2-1.11, сравнить кривые тока в емкостной, резистивной и индуктивной цепях, полученные экспериментально.
1.2. Рассчитать время нарастания фронта прямоугольного напряжения при эксперименте в емкостной цепи. Для этого необходимо проделать следующее:
- по тарировочным экспериментам определить размах напряжений на конденсаторе С и резисторе RМ;
- определить размах тока в цепи С, зная размах падения напряжения на резисторе RМ и значение сопротивления этого резистора;
- из выражения ί= C определить время нарастания фронта прямоугольного напряжения Δt.
1.3. Определить угол сдвига начальных фаз между напряжением и током, если напряжение синусоидальной формы приложено:
а) к цепи R; б) к цепи L; в) к цепи С.
ЗАДАНИЕ 2
2.1.
Зная действующие значения и фазы токов
в ветвях и напряжений на элементах,
записать выражения для комплексных
действующих значений токов
и
напряжений
в таблицу 3.
2.2. Записать мгновенные значения величин, рассчитанных в п.2.1.
2.3.
Сравнить сумму действующих значений
токов (I2+I3)
со значением I1
и убедиться в их неравенстве. Сопоставить
аналогичные результаты, полученные в
лабораторной работе №1. Объяснить,
почему в цепях, рассмотренных в предыдущей
работе, алгебраическая сумма модулей
токов в каждом узле равнялась нулю, а в
данной она отлична от нуля. Сравнить
аналогичные комплексные величины
и
.
Объяснить, почему для модулей токов в
R, L и С – цепях первый закон Кирхгофа
несправедлив, а для комплексных
действующих значений токов – справедлив.
Сравнить мгновенные токи ί1
и ί2+ί3.
2.4. Сравнить модули и комплексные действующие значения напряжения между точками DM и напряжениями на катушке L и резисторе R2, а также – между напряжением на конденсаторе С и резисторе R3 (см. рисунок 15).
2.5. Сравнить сумму модулей и комплексов для напряжений на генераторе и на элементах R1, L, R2 или R1, C, R3.
2.6. Записать комплексные действующие значения напряжений и токов при частоте 0,5f; сравнить с аналогичными величинами, полученными при частоте f. Сделать вывод о зависимости их от частоты.
2.7. Рассчитать любым методом для цепи на рисунке 15 комплексные действующие значения токов и напряжений на каждом элементе, а также на участке DM (рисунок 15), если f=6 кГц; R1=0; Rш=100 Ом, а остальные параметры элементов определяются вариантом задания. Результаты расчетов занести в таблицу 3.
2.8. Построить по рассчитанным данным векторную диаграмму токов и напряжений. Начертить диаграмму на миллиметровке, причем векторы напряжений нанести одним цветом, а векторы тока – другим.
2.9. Качественно (без выполнения расчетов) начертить векторную диаграмму напряжений и токов для частоты в два раза меньшей.
Таблица 3
Измеряемые величины
|
U1= ; R1= ; Rш=100 Ом; R2= 500 Ом; R3=1 кОм; L= ; C= . |
||
При частоте f |
При частоте 0,5f |
||
Получено по экспериментальным данным |
Получено по расчету |
Получено по экспериментальным данным |
|
URш , В
|
|
|
|