МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФГБОУ ВПО «Тольяттинский государственный университет»
Кафедра «Электроснабжение и электротехника»
С.В. Шлыков, Д.А. Нагаев
Задание модуля 5
по изучению дисциплины
«Теоретические основы электротехники – 2»
Анализ электрических цепей с нелинейными элементами. Анализ магнитных цепей.
Тольятти 2013
Содержание
МОДУЛЬ 5. Анализ электрических цепей с нелинейными элементами. Анализ магнитных цепей 3
§ 5.1. Задание модуля 5 3
§ 5.2. Варианты данных к заданию модуля 5 5
§ 5.3. Методические указания к компьютерному моделированию №1 задания модуля 5 8
§ 5.4. Методические указания к выполнению расчета нелинейной электрической цепи постоянного тока. 9
§ 5.5. Методические указания к экспериментальному исследованию №1 модуля 5 10
§ 5.6. Методические указания к экспериментальному исследованию №2 модуля 5 12
Модуль 5. Анализ электрических цепей с нелинейными элементами. Анализ магнитных цепей § 5.1. Задание модуля 5
Цель задания: изучение физических процессов в нелинейных электрических и магнитных цепях.
Исходные данные: каждому студенту преподаватель выдает вариант задания, номер которого обозначается числом из двух цифр.
Первая цифра варианта указывает – номер строки в таблице 5.1, в которой приводятся заданные параметры нелинейной электрической цепи и параметры, которые необходимо определить.
Вторая цифра соответствует номеру столбца в таблице 5.2, где указаны значения электрических величин.
Последняя цифра соответствует типу полупроводникового диода:
нечётная – RGL34A (рисунок 5.2);
чётная – LD106 (рисунок 5.3).
Содержание и порядок выполнения задания:
По двум заданным параметрам нелинейной электрической цепи, методом пересечения характеристик, построить нагрузочную прямую, определить координаты рабочей точки и неизвестные величины согласно варианту.
Методом компьютерного моделирования проверить правильность графического расчета нелинейной электрической цепи постоянного тока.
Примечание: см. Методические указания к компьютерному моделированию №1.
Рассчитать нелинейную цепь постоянного тока аналитическим методом, в качестве нелинейного элемента – нелинейный резистор.
С помощью физического эксперимента в лаборатории кафедры (см. методические указания к выполнению лабораторного исследования):
а) снять вольт-амперные характеристики нелинейных элементов;
б) графическим методом получить эквивалентную вольт-амперную характеристику электрической цепи при смешанном соединении нелинейных элементов;
в) определить статическое и дифференциальное сопротивления нелинейного элемента.
Рассчитать нелинейную электрическую цепь переменного тока.
С помощью физического эксперимента в лаборатории кафедры (см. методические указания к выполнению лабораторного исследования):
а) исследовать зависимость параметров катушки с ферромагнитным сердечником от приложенного напряжения;
б) исследовать явление резонанса напряжений в цепи с нелинейной катушкой индуктивностью;
Сделать необходимые выводы.
§ 5.2. Варианты данных к заданию модуля 5
Рисунок
5.1. Схема к компьютерному моделированию
1
Таблица 5.1
№ строки |
Заданные электрические величины |
Определить |
№ схемы по рис.1.1. |
1 |
E , R |
UR , UД , I |
схема 1 |
2 |
UR , R |
UД , I , E |
|
3 |
R , UД |
UR , E , I |
|
4 |
R , I |
E , UД , UR |
|
5 |
J , R |
IR , IД , U |
схема 2 |
6 |
R , U |
J , IД , IR |
|
7 |
R , IД |
J , IR , U |
|
8 |
R , IR |
J , U , IД |
Таблица 5.2
№ столбца |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
схема 1 |
E , B |
3 |
1,5 |
3,5 |
2 |
3,5 |
2,5 |
4 |
1,5 |
3 |
R , Ом |
0,6 |
0,5 |
0,7 |
0,8 |
1 |
0,5 |
0,8 |
1 |
0,9 |
|
UД , B |
1,6 |
1,2 |
1,4 |
1,3 |
1,7 |
1,1 |
1,5 |
1,8 |
1,4 |
|
UR , B |
0,8 |
0,6 |
1,8 |
1,2 |
1,6 |
1,4 |
2 |
0,4 |
1 |
|
I ,A |
1,6 |
2,2 |
0,5 |
2,6 |
0,8 |
3 |
1,2 |
2,4 |
1,4 |
|
схема 2 |
J , A |
3,2 |
2 |
2,4 |
3,8 |
3 |
2,2 |
4 |
2,6 |
3,6 |
R , Oм |
0,7 |
1 |
0,5 |
0,9 |
0,8 |
0,6 |
1 |
0,7 |
0,5 |
|
IД , A |
0,5 |
1,5 |
0,9 |
1,4 |
1,6 |
1,2 |
0,8 |
2 |
1,8 |
|
IR , A |
2,1 |
1,9 |
1,2 |
2,5 |
2,4 |
1,7 |
2 |
1,4 |
2,6 |
|
U , B |
1 |
1,3 |
0,9 |
1,4 |
1,1 |
1,3 |
1,5 |
1,2 |
1,4 |
|
Рисунок 5.2. ВАХ полупроводникового диода RGL34A
Рисунок 5.3. ВАХ полупроводникового диода LD106