Лабы ТОЭ vk.com id326771771 / ТОЭ-2,1 ЛАБА2 / ЛР2 Шкарпетин А.С. тоэ2,1 5А03
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральноегосударственноеавтономноеобразовательноеучреждениевысшегообразования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерная школа энергетики Отделение электроэнергетики и электротехники
Направление: 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника
Изучение обобщенных законов коммутации
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №13
Вариант – 6
по дисциплине:
ТОЭ 2.1
Выполнили: |
|
|
студенты гр. 5А03 |
Шароян А.Б. |
01.10.2022 |
|
Шкарпетин А.С. |
|
|
Горяев А.О. |
|
|
Гайдук К.А. |
|
Проверил: |
|
|
доцент ОЭЭ ИШЭ |
Шандарова Е.Б. |
|
Томск – 2022
Цель работы. Экспериментальная проверка закона сохранения суммарного заряда конденсаторов, подключенных к общему узлу, при импульсных переходных процессах. Экспериментальное исследование перераспределения энергии во время этих процессов.
Схема электрической цепи.
Рис.1 Схема электрической цепи.
Исходные данные:
Таблица 1
Вариант |
3 |
|
4 |
2, В |
6 |
|
8 |
|
10 |
|
|
Основные соотношения.
Суммарный заряд конденсаторов в ветвях, подключенных к общему узлу, и суммарное потокосцепление индуктивностей в ветвях, образующих контур, в первый момент после коммутации (t = +0) сохраняют те же значения,
которые они имели непосредственно перед коммутацией (t = –0).
Так что для каждого из узлов контура, составленного только из емкостей,
∑(+0) = ∑ (−0) или ∑ С (+0) = ∑ С (−0),
адля каждого контура, в который входят индуктивности, связанные в узел,
∑(+0) = ∑ (−0) или ∑ (+0) = ∑ (−0).
Расчеты:
2
Таблица 2
1 = 15 B |
|
До коммутации |
|
После коммутации |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ (-0) |
∑ (-0) |
(+0) |
∑ (+0) |
∑ (+0) |
∆ |
1=100 мкФ |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
В |
|
мкКл |
мДж |
В |
мкКл |
мДж |
мДж |
|
|
|
|||||||
|
0 |
|
1500 |
11,25 |
13,5 |
1485 |
10,02 |
1,23 |
|
4 |
|
1540 |
11,33 |
13,9 |
1529 |
10,63 |
0,70 |
2=10 мкФ |
6 |
|
1560 |
11,43 |
14,2 |
1562 |
11,09 |
0,34 |
8 |
|
1580 |
11,57 |
14,4 |
1584 |
11,41 |
0,17 |
|
|
|
|||||||
|
10 |
|
1600 |
11,75 |
14,6 |
1606 |
11,72 |
0,03 |
|
0 |
|
1500 |
11,25 |
2,2 |
1254 |
1,38 |
9,87 |
|
4 |
|
3380 |
15,01 |
5,66 |
3226,2 |
9,13 |
5,88 |
2=470 мкФ |
6 |
|
4320 |
19,71 |
7,35 |
4189,5 |
15,4 |
4,31 |
8 |
|
5260 |
26,29 |
9,05 |
5158,5 |
23,34 |
2,95 |
|
|
10 |
|
6200 |
34,75 |
10,7 |
6099 |
32,63 |
2,12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример расчета:
При 2 = 10 мкФ, 2 = 6 B
∑ (−0) = С1 ∙ С1(−0) + С2 ∙ С2(−0) = 0,0001 ∙ 15 + 0,00001 ∙ 6 = = 1560мкКл;
∑ (+0) = (С1 + С2) ∙ С2(+0) = (0,0001 + 0,00001) ∙ 14,2 = 1562мкКл;
|
|
С |
∙ |
2 |
(−0) |
|
С |
2 |
∙ 2 |
(−0) |
0,0001 ∙ 152 |
|
0,00001 ∙ 62 |
|
|||||||
∑ (−0) |
= |
1 |
|
С1 |
|
|
|
+ |
|
С2 |
|
|
|
= |
|
+ |
|
|
= |
||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 11,43мДж; |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
(С |
+ С |
) ∙ |
|
2(+0) (0,0001 + 0,00001) ∙ 14,22 |
|
||||||||||||
∑ (+0) |
= |
|
1 |
2 |
|
|
|
С2 |
|
|
= |
|
|
|
|
|
= |
|
|||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
= 11,09мДж; ∆ = ∑ (−0) − ∑ (+0) = 11,43 − 11,09 = 0,34 мДж.
Вывод:
В ходе выполнения лабораторной работы, экспериментально проверили закон сохранения суммарного заряда конденсаторов, подключенных к общему узлу, при импульсных переходных процессах. Исследовали перераспределение энергии во время этих процессов. Рассчитали суммарный заряд, энергию, потери энергии. Значения заряда до коммутации и после совпали, что говорит о верности расчета. Изменение суммарной энергии W
3
за время коммутации не равно нулю. Эта энергия выделилась в виде тепла в электрической дуге между контактами переключателя в соединительных проводах, а также частично излучилась в окружающую среду. Изменение
суммарной энергии |
W |
за время коммутации не равно нулю. Эта энергия |
|
выделилась в виде тепла в электрической дуге между контактами переключателя в соединительных проводах, а также частично излучилась в окружающую среду.
4