ТОЭ 4 сем / ТОЭ ЛАБ / 6 / Yagutkina_9491_LR6_ispravlenie

МИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА) Кафедра ТОЭ

ОТЧЕТ по лабораторной работе №6

Тема: УСТАНОВИВШИЙСЯ СИНУСОИДАЛЬНЫЙ РЕЖИМ

Санкт-Петербург

2021

Обработка результатов эксперимента

1. Исследование установившегося режима в RC – цепи

Задание: соберать схему, указанную на рис. 6.3, где R01 = 50 Ом – сопротивление резистора, включаемого параллельно выходу ГС для приближения свойст впоследнего к свойствам идеального ИН.

Рис. 6.3. RC-цепь

Напряжение на выходе ГС установить 2 В, частоту ГС f = 7,5 кГц. Затем измерить ток I и напряжение UR и UС. Результаты записать в табл. 1. Далее снять осциллограмму входного напряжения и тока исследуемой цепи. По осциллограмме определить угол сдвига фаз напряжения и тока. По данным измерений вычислить R и C и построить ВД тока и напряжений. Так же измерения произвести при частоте f = 15 кГц.

Таблица 1.

По следующим формулам рассчитаем на основе экспериментальных данных C, L, R и °, полученные данные занесем в таблицу, также построим ВД.

U0 находим по следующим формулам:

Расчеты для 7,5 кГц:

0,55= 2,71 10−3 = 202,95 (Ом)

2,71 10−3= 2 ∙ 7500 ∙ 1,92 = 6,08(мкФ)

1,92ВД = − (0,55) = −74°

Расчеты для 15 кГц:

1,12= 5,41 10−3 = 207,02 (Ом)

5,41 10−3= 2 ∙ 15000 ∙ 1,63 = 35,2(мкФ)

1,63ВД = − (1,12) = −55°

Осциллограмма и векторная диаграмма при f = 7,5 кГц:

5

Осциллограмма и векторная диаграмма при f = 15 кГц:

Рис.3. Осциллограмма RC-цепи при частоте 15 кГц. Рис.4. ВД RC-цепи при частоте 15 кГц.

Вопрос 1. Почему 0 ≠ + ?

Ток С–элемента опережает напряжение и общее напряжение вычисляется по следующей формуле: 0 = √2 + 2

Вопрос 2. Почему с ростом частоты значения и увеличились, а и | | уменьшились? Изменились ли и ?

обратно пропорционально частоте, поэтому при увеличении частоты уменьшается , что ведёт к уменьшению и увеличению , ток увеличивается и уменьшается угол | | опережения напряжения. и постоянны.

6

2. Исследование установившегося режима в RL – цепи

Задание: Собрать схему, изображенную на рис. 6.4, и посторить все ранее перечисленные операции при частотах f = 7,5 и 3,75 кГц.

Рис. 6.4. RL-цепь

Таблица 2.

По следующим формулам рассчитаем на основе экспериментальных данных C, L, R и °, полученные данные занесем в таблицу, также построим ВД.

U0 находим по следующим формулам:

7

Расчет для 7,5 кГц:

0,97= 4,72 10−3 = 205,5 (Ом)

1,65= 2 ∙ 7500 ∙ 4,72 10−3 = 0,0074 (Гн)

1,65ВД = (0,97) = 60°

Расчеты для 3,5 кГц:

1,50= 7,28 10−3 = 206,04(Ом)

1,17= 2 ∙ 3500 ∙ 7,28 10−3 = 0,0073(Гн)

1,17ВД = (1,50) = 37,95 °

Осциллограмма и векторная диаграмма при f = 7,5 кГц:

8

Осциллограмма и векторная диаграмма при f = 3,75 кГц:

Рис.7. Осциллограмма RL-цепи при частоте 3,75 кГц.

Рис.8. ВД RL-цепи при частоте 7,5 кГц.

Вопрос 3: Почему 0 ≠ + ?

Ток L-элемента отстаёт от напряжения и общее напряжение вычисляется по

формуле: 0 = √2 + 2

Вопрос 4: Почему с уменьшением частоты значения и увеличились, а и | | уменьшились? Изменились ли и ?

прямо пропорционально частоте, поэтому при уменьшении частоты уменьшается , что ведёт к уменьшению и увеличению , ток увеличивается и уменьшается угол | | отставания от напряжения. и не изменились

9

3. Исследование установившегося режима в RLC – цепи

Задание: собрать схему, изображенная на рис.6.5. На выходе ГС установить напряжение U0 = 2 В. По фигуре Лиссажу, полученной на экране осцилограффа после включения режима «X - Y», изменяя частоту ГС в пределах 3…12 кГц, определить точку резонанса. По осциллограмме вычислить значение резонансной частоты: f0 = 1/T0 , где T0 – период синусоиды.

Рис. 6.5. RLC-цепь

Для трех частот f = f0, f = 2f0 , f = 0,5f0 измерить I, UR, UC, UL. Далее снять осциллограммы входного напряжения и тока исследуемой цепи для трех указанных частот. По полученным данным построить ВД, из которых определить значения угла сдвига фаз между входными напряжениями и током.

f0 = 9 кГц – резонансная частота, определенная по фигуре Лиссажу.