МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра ТОЭ
отчет
по лабораторной работе №6
по дисциплине «Теоретические основы электротехники»
Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВИВШЕГОСЯ СИНУСОИДАЛЬНОГО РЕЖИМА В ПРОСТЫХ ЦЕПЯХ
Студент гр. 9491 |
|
Пеев В.Р. |
Преподаватель |
|
Гарчук А.А. |
Санкт-Петербург
2021
Цель работы.
практическое ознакомление с синусоидальными режимами в простых RL-, RC- и RLC-цепях.
Основные теоретические положения.
Комплексное сопротивление индуктивности и емкости есть функция частоты:
Реактивная составляющая этого сопротивления равна разности модулей индуктивного и емкостного сопротивлений. Поэтому она может принимать различные знаки: если она положительна, реакция цепи имеет индуктивный характер, если отрицательна – емкостной, если обращается в нуль, цепь будет находиться в состоянии резонанса. Как модуль и аргумент комплексного сопротивления, так и определяемые ими по закону Ома действующее значение и
начальная фаза тока существенно зависят от соотношений индуктивного и емкостного сопротивлений.
; ; ;.
Т
0
U0
U0
оки и напряжения цепи в установившемся синусоидальном режиме наглядно представляют с помощью векторной диаграммы.
Обработка результатов эксперимента.
Векторные диаграммы в конце.
Исследование установившегося режима в RC цепи.
Пример расчетов:
R=UR/I=0,82/(3,91*103)=209Ом
C=I/2pifUC=3,91*10-3/(2*3,14*7500*1,81)=0,0459*10-6Ф
-arctg(UC/UR) =-arctg(1,81/0,82)=-65,6
-
F кГц
I ма
UR В
UC1 В
Ul В
R Ом
C мкФ
7.5
3,91
0,82
1,81
2
209
0,0459
-78,75
-65,6
15
6,13
1,27
1,35
1,85
207
0,0482
-80
-46,7
Вопросы: Почему ? Почему при увеличении частоты величины I и UR увеличились, а UC и | |уменьшились? изменились ли R и C?
1)общее напряжение вычисляется по формуле:
Кроме того, U=I*R, а ток опережает напряжение.
2) комплексное сопротивление конденсатора обратно пропорционально частоте, с уменьшением ZC уменьшилось UC, что привело к увеличению UR для баланса в цепи
3)R и C остались прежними,
Исследование установившегося режима в RL-цепи
L=UL/2pifI=1,18/(2*3,14*3,750*6,69/1000)=0,00748Гн
-arctg(UL/UR) =-arctg(0,01/1)=-65,6
-
F кГц
I ма
UR В
UL1 В
Ul В
R Ом
L мГн
7.5
4,86
1
0,7
1,22
205,8
3,05
60
57
3,75
6,69
1,36
1,18
1,4
203,3
7,49
38,57
41
3) Исследование установившегося режима в RLC цепи
F кГц |
U0 В |
Iма |
UR |
UC |
UL |
|
|
9 |
1,71 |
7,53 |
1,63 |
2,6 |
3,24 |
0 |
0 |
18 |
1,92 |
4,14 |
0,84 |
0,94 |
2,68 |
72 |
72 |
4,5 |
1,98 |
2,83 |
0,58 |
2,4 |
0,49 |
120 |
-72,94 |
9кГц(Резонанс)
18кГц
4,5кГц
Вопросы: Почему ? Почему при увеличении частоты величины I и UR увеличились, а UC и | |уменьшились? изменились ли R и C?
1)общее напряжение вычисляется по формуле: U02=UR2+(UL2-UC2)
Кроме того, U=I*R, а ток опережает напряжение.
2) комплексное сопротивление конденсатора обратно пропорционально частоте, с уменьшением ZC уменьшилось UC, что привело к увеличению UR для баланса в цепи
3)R и C остались прежними, свойства элементов цепи мы не меняли
Выводы.
В ходе выполнения лабораторной работы повторили навыки расчетов характеристик RL, RC и RLC цепей. Мы определили емкость, индуктивность и сопротивление цепей, их значения практически не меняются с изменением частот.
При исследовании цепи мы определили углы сдвига фаз напряжений и токов φо для для разных частот двумя способами. Значения, полученные расчетами примерно равны значениям, полученным экспериментально.