Добавил:
ghsts1231@gmail.com студент кф мгту им. Баумана теперь снова без стипендии(( Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

элтехлаб3_Исследование электрических цепей синусоидального тока

.docx
Скачиваний:
10
Добавлен:
21.04.2021
Размер:
1.24 Mб
Скачать

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Калужский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»

(КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана)

ФАКУЛЬТЕТ _ИУК . Информатика и управление______________

КАФЕДРА ИУК3 «САУ и электротехника » __________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3

«Исследование электрических цепей синусоидального тока»

ДИСЦИПЛИНА: «Электротехника»

вариант № 19

Выполнил: студент гр. ИУК1-31Б

_________________ (Прудников А.Ф. )

(Подпись) (Ф.И.О.)

Проверил:

_________________ (Царькова Н.В. )

(Подпись) (Ф.И.О.)

Дата сдачи (защиты):

Результаты сдачи (защиты):

- Балльная оценка:

- Оценка:

Калуга , 2020

Цель работы: изучение законов электрических цепей синусоидального тока, приобретение навыков построения векторных диаграмм. В результате выполнения лабораторной работы студенты должны теоретически изучить законы электрических цепей синусоидального тока, освоить методику построения векторных диаграмм, а также получить практические навыки исследования таких цепей в среде Electronics Workbench.

Оборудование: рабочая станция; ОС Windows XP, 7; Electronics Workbench 5.12.

Практичесская часть:

U, В

f, Гц

R, Ом

L, мГн

C, мкФ

Ом

Ом

Ом

мГн

мкФ

мкФ

46

50

38

100

230

74

28

70

105

100

52

Для схемы 6, изображенной на рис. 1:

♦ снять осциллограммы напряжений на резисторе, индуктивности, общего напряжения и тока;

♦ определить фазовый сдвиг между напряжениями и током;

♦ измерить действующие значения напряжений на элементах и тока;

♦ записать выражения их мгновенных значений;

Рисунок 1-– Электрическая цепь

Рисунок 2- Схема с осциллографом, на котором показаны графики тока и напряжения на резисторе , R и графопостроителем Боде с показанием сдвига фаз между ними

Рисунок 3 - Схема с осциллографом, на котором показаны графики тока и напряжения на индуктивности , L и графопостроителем Боде с показанием сдвига фаз между ними

Рисунок 4 - Схема с осциллографом, на котором показаны графики тока и общего напряжения, и графопостроителем Боде с показанием сдвига фаз между ними

Рисунок 5 - Измерение действующих значений тока и напряжения

Мгновенные значения всех напряжений и токов:

Для схемы 7, изображенной на рис. 6:

♦ снять осциллограммы напряжения на емкости, общего напряжения и тока;

♦ определить фазовый сдвиг между напряжениями и током;

♦ измерить действующие значения тока и напряжений на элементах;

♦ записать выражения их мгновенных значений;

Рисунок 6- электрическая цепь

Рисунок 7 - Схема с осциллографом, на котором показаны графики тока и напряжения на резисторе , R и графопостроителем Боде с показанием сдвига фаз между ними

Рисунок 8 - Схема с осциллографом, на котором показаны графики тока и напряжения на индуктивности, L и графопостроителем Боде с показанием сдвига фаз между ними

Рисунок 9 - Схема с осциллографом, на котором показаны графики тока и общего напряжения, и графопостроителем Боде с показанием сдвига фаз между ними

Рисунок 10 – Измерение действующих значений тока и напряжения

Мгновенные значения всех напряжений и токов:

Для схемы 8, изображенной на рис. 11:

♦ снять осциллограммы общего напряжения и тока и определить фазовый сдвиг между ними;

♦ измерить действующие значения тока и напряжений на элементах;

♦ записать выражения их мгновенных значений;

Рисунок 11 – Электрическая цепь

Рисунок 12 - Схема с осциллографом, на котором показаны графики тока и напряжения на резисторе , R и графопостроителем Боде с показанием сдвига фаз между ними

Рисунок 13 - Схема с осциллографом, на котором показаны графики тока и напряжения на индуктивности , L и графопостроителем Боде с показанием сдвига фаз между ними

Рисунок 14– Измерение действующих значений тока и напряжения

Мгновенные значения всех напряжений и токов:

Для схемы 23, изображенной на рис. 19:

♦ снять осциллограммы общего напряжения и тока и определить фазовый сдвиг между ними;

♦ измерить действующие значения тока и напряжений на элементах;

♦ записать выражения их мгновенных значений;

Рисунок 15 - электричесская цепь

Рисунок 16 - Схема с графопостроителем Боде с показанием сдвига фаз между ними

Рисунок 17 - – Измерение действующих значений тока и напряжения

Мгновенные значения всех напряжений и токов:

Вывод: в ходе лабораторной работы были изучены теоритически законы электрических цепей синусоидального тока, и получены практические навыки исследования таких цепей в среде Electronics Workbench.

Контрольные вопросы:

  1. Как записывается выражение для мгновенного значения синусоидальной функции? Какими величинами определяется синусоидальная функция?

где i – мгновенное значение тока; – амплитуда; ω – угловая частота (измеряется в [рад/с] или [с –1]); t – время; ϕ – начальная фаза.

  1. Что такое период колебаний, частота, угловая частота, фаза, начальная фаза?

Период колебаний - время, за которое совершается одно полное колебание.

Частота - число колебаний в 1 с; измеряется в [с –1] или герцах [Гц].

Угловая частота – характерезует скорость вращения катушки генератора в магнитном поле

Фаза – физическая величина, определяющая отклонение колеблющейся точки от положения равновесия в данный момент времени.

Начальная фаза – величина, показывающая какая доля периода прошла от начала колебаний до начала отсчёта времени колебаний.

  1. Как определяется действующее значение синусоидальной величины.

  1. Как соотносятся по фазе токи и напряжения на активном сопротивлении, индуктивности и емкости в цепях синусоидального тока?

При прохождении синусоидального тока через активное сопротивление сдвиг по фазе между током и напряжением равен нулю

Индуктивность оказывает переменному току сопротивление , XL которое прямо пропорционально частоте. Кроме того ток на индуктивности отстает по фазе от напряжения на 90°.

Следовательно, емкость оказывает переменному току сопротивление , XC которое обратно пропорционально частоте, а ток через конденсатор опережает по фазе напряжение на 90°.

  1. Какими зависимостями определяются индуктивное и емкостное реактивные сопротивления?

Ток отстает от напряжения на 90 градусов, при индуктивном характере, напряжение отстает от тока на 90 при емкостном характере цепи. На физическом уровне эта величина несколько изменяется вокруг 90, если иметь в виду физ. модель

  1. Как записывается комплекс действующего значения синусоидальной величины? Как он изображается на комплексной плоскости?

  1. Что такое векторная диаграмма, векторная диаграмма цепи?

Векторная диаграмма, изображающая совокупность комплексов токов и напряжений для некоторой цепи, называется векторной диаграммой цепи.

  1. Какие основные условия характерны для цепей с последовательным и параллельным соединением элементов? Как эти условия связаны с рекомендациями по построению векторных диаграмм?

При последовательном соединении элементов в качестве базового удобнее выбрать вектор тока, так как ток в этом случае одинаков для всех элементов. При параллельном соединении в качестве базового удобнее выбрать вектор напряжения

  1. Что такое активная, реактивная и полная мощности?

Под активной мощностью P понимают среднее значение мгновенной мощности p за период T :

Под реактивной мощностью Q понимают произведение:

Полная (кажущаяся) мощность (ее измеряют в вольтамперах [ВА])