Добавил:

nikinator25 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Московский технический университет связи и информатики

Предмет:

Основы электротехники и электроники

Файл:

Лабораторная работа №3

.docx

Скачиваний:

Добавлен:

15.02.2021

Размер:

1.49 Mб

Скачать

☆

Федеральное Агентство Связи Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский технический университет связи и информатики»

Центр заочного обучения по программам бакалавриата

Кафедра ТЭЦ

Отчет

Лабораторная работа № 3

«Исследование пассивных цепей при гармоническом воздействии на постоянной частоте»

Выполнил: Иванов Иван, студент группы БСТ17хх

Цель работы

С помощью программы Micro-Cap исследовать электрический режим конденсатора и катушки индуктивности в цепях гармонического тока. Сравнить характеристики, полученные с помощью программы Micro-Cap, с аналогичными характеристиками, полученными расчетным путем.

Результаты предварительного расчета и машинного эксперимента

Цепи с емкостным сопротивлением

Схема цепи представлена на Рисунок 1.

Рисунок 1 - Схема С-цепи

Z_C =

По предварительному расчёту					Получено экспериментально
f, кГц	C, нФ	Z_C, Ом	\|Z_C\|, Ом	arg(Z_C), град.	\|Z_C\|, Ом	arg(Z_C), град.
1	38.7	-j*4112.531	4112.531	-90	4113	-90
2	38.7	-j*2056.265	2056.265	-90	2056	-90
3	38.7	-j*1370.844	1370.844	-90	1371	-90
4	38.7	-j*1028.133	1028.133	-90	1028	-90
5	38.7	-j*822.506	822.506	-90	822.506	-90

Схема цепи представлена на Рисунок 2.

Рисунок 2 - Схема RC-цепи

Z_RC = Z_R + Z_C =

По предварительному расчёту							Получено экспериментально
f, кГц	C, нФ	R, кОм	Z_RC, Ом	\|Z_RC\|, Ом	arg(Z_RC), град.	\|Z_RC\|, Ом		arg(Z_RC), град.
1	38.7	3	3000-j*4112.531	5090.472	-53.89	5090		-53.89
2	38.7	3	3000-j*2056.265	3637.063	-34.428	3637		-34.428
3	38.7	3	3000-j*1370.844	3298.365	-24.558	3298		-24.558
4	38.7	3	3000-j*1028.133	3171.286	-18.917	3171		-18.917
5	38.7	3	3000-j*822.506	3110.71	-15.332	3111		-15.332

U₂ =

По предварительному расчёту							Получено экспериментально
f, кГц	C, нФ	R, кОм	U₁, В	U₂, В	φ, град.	U₂, В	U₂, В	φ, град.
1	38.7	3	0.707	0.807	-36.11	0.807*e^-j36.11	0.807	-36.111
2	38.7	3	0.707	0.565	-55.572	0.565* e^-j55.57	0.565	-55.573
3	38.7	3	0.707	0.415	-65.442	0.415* e^-j65.44	0.415	-65.442
4	38.7	3	0.707	0.324	-71.083	0.324* e^-j71.08	0.324	-71.083
5	38.7	3	0.707	0.264	-74.668	0.264* e^-j74.67	0.264	-74.668

Цепи с индуктивным сопротивлением

Схема цепи представлена на Рисунок 3.

Рисунок 3 - Схема L-цепи

Z_L = j*2*π*f*L

По предварительному расчёту						Получено экспериментально
f, кГц	L, мГн	Z_L, Ом	\|Z_L\|, Ом	arg(Z_L), град.	\|Z_L\|, Ом		arg(Z_L), град.
1	31	j*194.8	194.8	90	194.785		90
2	31	j*389.6	389.6	90	389.56		90
3	31	j*584	584	90	584.338		90
4	31	j*779	779	90	779.116		90
5	31	j*974	974	90	973.894		90

Схема цепи представлена на Рисунок 4.

Рисунок 4 - Схема RL-цепи

Z_RC = Z_R + Z_L = R + j*2*π*f*L

По предварительному расчёту							Получено экспериментально
f, кГц	L, мГн	R, кОм	Z_RL, Ом	\|Z_RL\|, Ом	arg(Z_RL), град.	\|Z_RL\|, Ом		arg(Z_RL), град.
1	31	3	3000+j*194.779	3006.316	3.715	3006		3.715
2	31	3	3000+j*389.557	3025.187	7.399	3025		7.399
3	31	3	3000+j*584.336	3056.378	11.022	3056		11.022
4	31	3	3000+j*779.115	3099.519	14.558	3100		14.558
5	31	3	3000+j*973.894	3154.119	17.985	3154		17.985

U₂ =

По предварительному расчёту								Получено экспериментально
f, кГц	L, мГн	R, кОм	U₁, В	U₂, В	φ, град.	U₂, В	U₂, В		φ, град.
1	31	3	0.707	0.065	86.285	0.065*e^j86.285	0.065		86.285
2	31	3	0.707	0.129	82.601	0.129*e^j82.601	0.129		82.601
3	31	3	0.707	0.191	78.978	0.191*e^j78.978	0.191		78.978
4	31	3	0.707	0.251	75.442	0.251*e^j75.442	0.251		75.442
5	31	3	0.707	0.309	72.015	0.309*e^j72.015	0.309		72.015

Графики исследуемых зависимостей

Рисунок 5 - Графики зависимостей модуля и фазы комплексного сопротивления конденсатора от частоты для C-цепи

Рисунок 6 - Графики зависимостей модуля и фазы комплексного сопротивления конденсатора от частоты для RC-цепи

Рисунок 7 - Графики зависимостей модуля и фазы комплексного напряжения на конденсаторе от частоты для RC-цепи

Рисунок 8 - Графики зависимостей модуля и фазы комплексного сопротивления катушки индуктивности от частоты для L-цепи

Рисунок 9 - Графики зависимостей модуля и фазы комплексного сопротивления катушки индуктивности от частоты для RL-цепи

Рисунок 10 - Графики зависимостей модуля и фазы комплексного напряжения на катушке индуктивности от частоты для RL-цепи

Выводы

Данные, полученные в предварительном расчёте, полностью совпадают с данными, полученными в результате машинного эксперимента.

Следовательно, формулы, использованные для предварительного расчёта, верны.

Вопросы для самопроверки и ответы на них

Какая частота называется граничной для RL-цепи?

Граничная частота - это частота, при которой модуль реактивного сопротивления равен активному сопротивлению. Для RL-цепи это означает: ωL = R или 2πfL = R