Порядок проведення дослідів

1. Зібрати електричне коло за схемою рис. 1.1. Виміряти і записати в протокол геометричні розміри лінії: довжину, відстань між проводами, діаметр проводів.

2. Увімкнути генератор, прогріти його 2–3 хвилини.

За допомогою неонової лампи при розімкнутій і замкненій лінії спостерігати розподіл максимумів напруги (цей дослід дає якісне уявлення про стоячі хвилі в лінії).

3. За допомогою вимірювальної чвертьхвильової лінії виміряти і записати до табл. 1.2 розподіл напруги вздовж лінії в таких випадках:

а). лінія розімкнута на кінці (х.х.);

б). лінія на кінці замкнена (к.з.);

в). лінія замкнута на активний опір ;

г). лінія замкнута на активний опір ,(один із цих опорів дорівнює хвильовому опору лінії).

Таблиця 1.2

	x,см	0	5	10	15	20	…	80	85	90	95	100	Примітка
U, под.	х.х.
	к.з.
													=
													=

Обробка результатів досліджень

1. За результатами вимірювань побудувати графіки розподілу напруги вздовж лінії.

2. Використовуючи результати вимірювань геометричних розмірів лінії, обчислити її первинні параметри.

3. По відстані між двома вузлами (або пучностями) визначити довжину електромагнітної хвилі та частоту змінного струму лінії.

4. Обчислити хвильовий опір лінії, коефіцієнти затухання та фази.

5. Для чотирьох випадків навантаження лінії розрахувати розподіл напруги вздовж лінії та побудувати відповідні графіки, прийнявши вхідну напругу лінії за таку, що дорівнює значенню напруги пучності у досліді холостого ходу.

Контрольні питання

1. Що таке первинні та вторинні параметри лінії?

2. Яка повинна бути довжина лінії, щоб її можна було вважати довгою?

3. Як знайти хвильовий опір лінії?

4. Як знайти вхідний опір лінії?

5. Від чого залежить вхідний опір лінії?

6. Що таке стояча хвиля?

7. Що таке вузли та пучності стоячих хвиль?

8. За яких умов виникають стоячі та біжучі хвилі?

Лабораторна робота №2.

Дослідження режимів роботи ланцюгової схеми

Мета роботи: Дослідити розподіл напруги на різних ділянках ланцюгової лінії за різних режимів роботи (холостий хід, коротке замикання). Виконати аналітичний розрахунок залежності напруги ланцюгової схеми від віддаленості до джерела та порівняти результати з дослідними даними.

Опис лабораторної установки

Лабораторна установка (рис. 2.1) складається із з’єднаних каскадом чотириполюсників, які отримують живлення від лабораторного автотрансформатора (ЛАТР). Напруга на вході схеми не повинна перевищувати 110 В. Для контролю струму та напруги використовують відповідно міліамперметр та вольтметр.

Р ис. 2.1. Схема дослідної установки

Основні теоретичні відомості

Однорідною ланцюговою схемою називають каскадне з’єднання однакових симетричних чотириполюсників. Розподіл напруги та струму вздовж ланцюгової схеми аналогічний розподілу відповідних параметрів лінії електропередач з розподіленими параметрами (довгої лінії). Дійсно, схему заміщення довгої лінії можна представити як каскадне з’єднання чотириполюсників з хвильовим опором та коефіцієнтом поширення . Для прикладу розглянемо таку лінію з трьох чотириполюсників (рис. 2.2).

Рис.2.2. Каскадне з’єднання трьох чотириполюсників.

Зв’язок між напругами та струмами початку та кінця лінії для такої схеми описаний рівняннями:

Для їх вирішення необхідно знати вторинні параметри схеми, які можуть бути визначенні з дослідів холостого ходу та короткого замикання:

,

де - вхідні опори, визначені з дослідів короткого замикання та холостого ходу відповідно, - гіперболічний тангенс (див. Додатки).

Сукупність чотириполюсників ланцюгової схеми можна також розглядати як один чотириполюсник. Враховуючи це, зв’язок між напругами та струмами початку та кінця ланцюгової лінії описаний відомими формулами:

.

Коефіцієнти А вищенаведених рівнянь можуть бути визначені за параметрами опорів окремого симетричного чотириполюсника, наприклад, П-подібної схеми заміщення (рис. 2.3.):

Рис. 2.3. П – подібна схема заміщення чотириполюсника.

За значеннями А коефіцієнтів можуть бути розраховані характеристичний опір чотириполюсника та його коефіцієнт передачі :

.

Таблиця 2

Напруга за схемою	Виміряно		Обчислено
	Хх	Кз	хх	кз
U1
U2
U3
U4
U5
U6
U7
струм І1			-	-

Порядок проведення дослідів

1. Скласти схему, зображену на рис.2.1.

2. За вказівкою викладача автотрансформатором встановити напругу на вході схеми.

3. Відносно початку схеми виміряти напруги ділянок каскаду для режимів холостого ходу та короткого замикання.

4. Результати вимірювань занести до табл. 2.

5. Записати параметри елементів чотириполюсника.

Обробка результатів досліджень

1. За результатами вимірювань у суміщених координатах побудувати графік розподілу напруги для різних режимів роботи ланцюгової лінії.

2. За параметрами елементів схеми чотириполюсника визначити розподіл напруги в окремих точках каскаду.

3. Нанести на графік розподілу напруги за вимірюваннями графік розподілу напруги за результатами обчислень.

4. Зробити висновки по роботі.

Контрольні питання

1. Що називають ланцюговою схемою?

2. Запишіть рівняння розподілу напруги для лінії з 2, 3, n чотириполюсників.

3. Запишіть рівняння розподілу напруги ланцюгової лінії для режиму холостого ходу.

4. Запишіть рівняння розподілу напруги ланцюгової лінії для режиму короткого замикання.

Лабораторна робота №3

Дослідження взаємної індуктивності плоских котушок

Мета роботи: Дослідити залежність взаємної індуктивності котушок від їх форми та відстані між ними. Порівняти залежності, отримані дослідним та аналітичним шляхом.

Опис дослідної установки

Дослідна установка (рис. 3.1) складається з двох пар жорстких котушок, відстань між якими можна змінювати, мілівеберметра, який призначений для вимірювання магнітного потоку взаємоіндукції. Одна пара круглих котушок, друга – квадратних. Живлення схеми здійснюється від джерела постійного струму. Струм в колі регулюється реостатом, контролюється за допомогою міліамперметра і не повинен перевищувати 100 мА.

Рис. 3.1. Лабораторна установка.