Порядок виконання роботи
1. Проаналізувати схему, приведену на рис.4.1а або 4.1б та спростити її, виходячи з умов вибраного варіанта.
2. Встановити прилади, необхідні для проведення вимірювань потенціалів у вузлах розрахункової схеми.
3. Встановити необхідні величини е.р.с. джерел із врахуванням їх полярності.
4. Встановити величини опорів, у відповідності до вибраного варіанта.
5. Включити електричну схему в роботу і виконати відповідні вимірювання напруг, записавши їх значення в підготовлену таблицю.
Рис.4.1.
6. Використовуючи рівняння, складені у відповідності до закону Ома, виконати розрахунки струмів у гілках схеми, що досліджується.
7. Встановити необхідну кількість вольтметрів і амперметрів у схему, що досліджується, для проведення необхідних вимірів.
8. Включити схему і виконати необхідні вимірювання. Виконати розрахунки, відповідно до Вашого варіанта. Результати порівняти з експериментальними даними.
9. Скласти схему, що приведена на рис. 4.2 і встановити параметри компонентів у відповідності до варіанта.
Рис.4.2.
10. Встановити в контрольні вітки вимірювальні прилади і виконати вимірювання струмів при дії обох джерел живлення.
11. Відключаючи по черзі одне, а потім друге джерело живлення, виконати вимірювання струмів у контрольних гілках.
12. Для контрольних точок а-а, використовуючи методи холостого ходу і короткого замикання, знайти еквівалентну е.р.с. і внутрішній опір та зобразити схему у вигляді активного двополюсника.
13. Порівняти результати вимірювань із виконаними розрахунками і зробити висновки.
Вимоги до звіту
1. Привести принципові схеми, дослідження яких проводились у роботі.
2. Привести результати експериментальних досліджень.
3. Виконати розрахунки струмів і напруг електричних схем вказаними методами. Для виконання розрахунків розробити програми на одній із мов програмування.
Таблиця 4.1.
Таблиця варіантів до схеми, що приведена на рис. 4.1а.
Таблиця 4.2.
Таблиця варіантів до схеми, що приведена на рис. 4.1б.
Таблиця 4.3.
Таблиця варіантів до схеми, що приведена на рис. 4.2
Контрольні запитання
1. Поясність принцип теореми про еквівалентний генератор.
2. Які допоміжні змінні використовуються в методі вузлових потенціалів. Як складаються рівняння?
3. Поясніть суть методу накладання. Яка інша його назва?
Лабораторна робота №5е Дослідження електричних кіл змінного струму
Мета роботи: Вивчення особливостей електричних кіл з джерелами змінного струму, а саме: особливостей вимірювання амплітудних і діючих значень напруги і струмів, їх частоти й зміщення фаз між двома сигналами з використанням осцилографа; особливостей послідовного з'єднання джерел напруги й паралельного з' єднання джерел струму при різних початкових фазах; особливостей вимірювання потужності в колах змінного струму з активним і реактивним навантаженням.
Основні теоретичні відомості
Синусоїдний
сигнал
–
це функція часу з початковою фазою
,
амплітудою
Um,
та
кутовою частотою
,
що вимірюється в
і
пов'язана з періодом синусоїдних коливань
Т
формулою:
.
Кількість
періодів за одну секунду –це частота
коливань, яка вимірюється в герцах:
.
Діючим значенням
синусоїдного струму є значення такого
постійного струму, що виробляє еквівалентну
змінному,
теплову чи механічну дію. Діюче значення
синусоїдальної величини у
разів
менше, ніж її амплітудне значення.
При обчисленні струмів і напруг в розгалужених схемах використовуються закони Ома і Кірхгофа в комплексній формі зображення.
Струм в колі з активним опором, увімкнутим на синусоїдну напругу, є синусоїдним та збігається з напругою за фазою. Під час вмикання індуктивності в синусоїдальне коло струм залишається синусоїдальним і відстає від напруги на 90о. Під час вмикання ємності на синусоїдальну напругу у колі встановлюється синусоїдальний струм, що випереджає напругу на 90о.
Віртуальна лабораторія EWB має можливості продемонструвати особливості роботи електричних кіл змінного струму. Джерела змінного струму й напруги знаходяться в меню Sources. У вікні AC Voltage Source Properties є можливості для встановлення амплітуд напруг і струмів, їх частот, а також початкових фаз. Вимірювання цих параметрів повністю може бути забезпечено за допомогою осцилографа, а діючі значення напруги і струмів можливо вимірювати цифровими амперметром і вольтметром. Для вимірювання потужності необхідно використовувати перемножувач (Multiplier) двох сигналів, який вибирається з меню Controls. Особливості використання перемножувача можна вибрати з Help, а відповідні схеми з перемножувачем будуть запропоновані дещо пізніше.