ТОЭ 4 сем / ТОЭ ЛАБ / 9 / Ярошук Владислав лаб 9

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра ТОЭ

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №9

по дисциплине «Теоретические основы электротехники» ТЕМА: ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫХ ЦЕПЕЙ

Студентка гр. 9491		Ярошук В.А.
Преподаватель		Гарчук А.А.

Санкт-Петербург 2021

Цель работы.

Экспериментальное определение параметров двух индуктивно связанных катушек и проверка основных соотношений индуктивно связанных цепей при различных соединениях катушек.

Основные теоретические положения

Обработка результатов

1. Определение индуктивности катушек, взаимной индуктивности и коэффициента связи.

Задание: каждую из катушек поочередно подключить к источнику, оставляя вторую разомкнутой. Измерить напряжение каждой из катушек и ток той катушки, которая подключена к источнику.

Рис.9.1. Схема исследования индуктивно связанных элементов.

Таблица 1.

Номер катушки	Наблюдают			Вычисляют
	U1, В	U2, В	I, мА		X, Ом	L, Гн	|XM|, Ом	|M|, Гн
1	2	1.304	414		4.8	7.6*10-4	3.15	0.0005
2	1.427	2	453		4.4	7*10-4	3.15	0.0005

2. Исследование последовательного соединения индуктивно связанных катушек.

Задание: измерить напряжение и ток. Эксперимент осуществить дважды

– при согласном и встречном включениях катушек.

Рис. 9.2. Схемы при последовательном соединении катушек.

Таблица 2.

Вид включения	Наблюдают					Вычисляют
	U, В	U1, В	U2, В	I, мА	I, мА		U1, В	U2, В	LЭ, Гн
1	2	1.04	0.965	131	130		1.03	0.98	0.0025
2	2	0.977	1.126	524	692		1.14	0.87	4.6*10-4

3. Исследование параллельного соединения индуктивно связанных катушек.

Рис. 9.3. Схемы при параллельном соединении катушек.

Таблица 3.

Вид включения	Наблюдают		Вычисляют
	U, В	I, мА	I, мА	LЭ, Гн
1	2	510	522	6.1*10-4
2	2	2039	2895	1.1*10-4

4. Исследование АЧХ функции передачи трансформатора по напряжению.

Задание: использовать в качестве нагрузки поочередно 2 резистора: R_н1 = 100 Ом и R_н2 = 1000 Ом.

Рис. 9.4. Схемы с присоединенным нагрузочным сопротивлением.

Таблица 4.

f, кГц	Нагрузка Rн1		Нагрузка Rн2
	|HU(j)| = U2/U1			|HU(j)| = U2/U1
	Опыт	Расчет		Опыт	Расчет
0.1	0.283	0.658		0.278	0.658
0.3	0.544	0.658		0.533	0.658
0.5	0.613	0.658		0.600	0.658
1	0.651	0.658		0.637	0.658
10	0.665	0.658		0.640	0.641
50	0.662	0.653		0.484	0.428
100	0.654	0.641		0.318	0.26
500	0.490	0.428		0.072	0.056
1000	0.345	0.318		0.036	0.028

Рис 9.5. Нагрузка R_н1 = 1000 Ом

Рис 9.6. Нагрузка R_н2 = 100 Ом

Вывод

В данной работе были экспериментально определены параметры двух индуктивно связанных катушек и проверка основных соотношений индуктивно связанных цепей при различных соединениях катушек.

Вопросы

1. Как установить правильность выполнения проведенных исследований?

Правильность проведенных исследований можно установить теоретически, на основании уравнений Кирхгоффа и закона Ома. Коэффициент связи должен находиться в интервале от 0 до 1.

С целью контроля полученной индуктивности, взаимной индуктивности и коэффициента связи, необходимо определить сопротивление взаимной индуктивности для каждой катушки по отдельности и сравнить их модули.

2. Как практически разместить однополярные выводы двух индуктивно связанных катушек?

Определить согласное включение или встречное можно определить по величине входного тока при постоянном входном напряжении (поменять выводы одной из катушек местами и сравнить величину тока с предыдущим) И исходя из того что для согласного включения ток должен быть направлен симметрично с однополярными выводами, разметить их.

3. При каком соотношении между параметрами катушек L₁, L₂, M напряжение одной из них в режиме гармонических колебаний при последовательном соединении катушек и встречном включении будет отставать от тока?

При последовательном соединении катушек:

;

;

С учетом того, что ток общий

;

;

Таким образом, напряжение катушки будет отставать от тока при или .

4. Почему АЧХ трансформатора падает в области низких и высоких частот? В какой частотной области исследуемый трансформатор приближается к идеальному? Почему на нулевой частоте сигнал через трансформатор к нагрузке не проходит?

АЧХ трансформатора стремится к нулю в области высоких частот, так как при большой частоте L~ХХ, сопротивление возрастает и связь уменьшается, а амплитуда падает. Исследуемый трансформатор приближается к идеальному в области низких частот. На нулевой частоте (L≡КЗ) сигнал через трансформатор не проходит потому, что не создается переменного электромагнитного поля.

5. Чем объяснить резкое расхождение расчетных и опытных значений

|H_U(j)| при   0?

Резкое расхождение значений в опыте и расчете объясняется тем, что при расчете рассматривается идеальный трансформатор, а в опыте – реальный, у которого передаточная функция по напряжению имеет ограниченную полосу частот