Лабораторная работа № 18 Тема: Моделирование заданной цепи переменного тока

Цель работы: Получить навыки компьютерного моделирования цепи синусоидального тока с активно-реактивными сопротивлениями. Ознакомиться с работой виртуального прибора Боде-плоттер. Получить навыки компьютерного моделирования разветвлѐнной цепи синусоидального тока с активно-реактивными сопротивлениями

Оборудование рабочего места: ПК, ПО

Краткие теоретические сведения

Сети переменного тока имеют следующие преимущества: напряжение в сетях переменного тока легко преобразуется от одного уровня к другому путем применения трансформатора. А также асинхронные электродвигатели переменного тока проще и надежнее двигателей постоянного тока.

Рисунок 1

Для описания переменного тока используются следующие величины: мгновенное значение тока – i , мгновенное значение напряжения – u, мгновенное значение ЭДС – е. Наибольшее мгновенное значение называется амплитудой. Im – амплитуда тока, Um – амплитуда напряжения.

Значение аргумента синусоидальной функции называется фазой синусоиды, а значение фазы в начальный момент времени – начальной фазой.

Кроме того применяется понятие действующего тока. Действующий ток численно равен такому постоянному току у которого за один период выделяется на том же сопротивлении такое же количество тепла как и ток переменный. Между действующим током (напряжением) и амплитудой синусоидального тока Im (напряжения) существует следующая зависимость:

Использующееся в электрических розетках напряжение питания 220 В является именно действующим значением напряжения. Можно рассчитать амплитудное значение напряжения:

Значит провода должны быть рассчитаны на 310 В

Рисунок 2

Порядок проведения работы

Задание

1. Смоделировать заданную электрическую цепь.

2. Определить резонансную частоту цепи.

3. Вывести резонансную кривую цепи при помощи Боде-плоттера.

Неразветвлѐнная электрическая цепь синусоидального тока с активно-реактивными сопротивлениями. Исследование резонанса напряжений

1. Собрать электрические цепи, показанные на рисунках 3, 4. Измерить падения напряжений на каждом элементе, а также ток в цепи.

2. Изменяя частоту генератора, определить резонансную частоту цепи и вывести на экран Боде-плоттера резонансную кривую.

Рисунок 3 – Неразветвленная электрическая цепь

Рисунок 4 – Явление резонанса напряжений в последовательной RLC - цепи

Разветвлѐнная электрическая цепь синусоидального тока с активно-реактивными сопротивлениями. Исследование резонанса токов

1. Собрать электрические цепи, показанные на рисунке 5. Измерить падения напряжений на цепочке, состоящей из реостата и резистора.

2. Изменяя частоту сигнала и сравнивая значения токов в обеих ветвях цепи, определить резонансную частоту. Вывести на экран Боде-плоттера резонансную кривую.

Рисунок 5 – Разветвленная электрическая цепь,

Рисунок 6 – Разветвленная электрическая цепь с подключенным Боде-плоттером

Исследование сложной электрической цепи с активно-реактивными сопротивлениями

1. Собрать электрическую цепь, показанную на рисунке 7.