ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №15

Установившиеся процессы в длинной линии

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Исследование установившихся режимов на модели длинной однородной линии, определение первичных и вторичных параметров по эксперименталь­ным данным, наблюдение резонансов и стоячих волн в линии.

ИСПОЛЬЗУЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Исследования проводятся на модели однородной линии длиной 50 км (рис.15.1), собранной из сосредоточенных элементов, встроенных в стенд. В качестве источника питания используется генератор синусоидального напряжения регулируемой частоты звукового диапазона (“звуковой генератор”), в качестве нагрузки – выносной реостат и батарея конденсаторов стенда. Для измерения напряжения, тока и мощности применяются приборы, встроенные в стенд, а также электронный вольтметр. Возможно использование электронного фазометра.

Рис.15.1. Модель линии

Рабочее задание

1. Начертить схему и собрать цепь для исследования режима холостого хода в линии. Предусмотреть приборы для измерения напряжения, тока и мощности на ее первичных зажимах и напряжения на вторичных. Подключить схему к генератору и установить на его выходе напряжение в пределах 50…100 В и частоту 500 Гц. Результаты измерений занести в табл. 15.1.

2. Повторить измерения для режима короткого замыкания в линии (вместо вольтметра во вторичной цепи включить амперметр). Установить пониженное напряжение, если показания амперметра выходят за пределы его шкалы. Результаты измерений также занести в табл. 15.1.

Таблица 15.1. Результаты измерений

Опыт	U1, В	I1, А	Р1, Вт	1, град.	U2, В	I2, А	Zвх, Ом	Zн, Ом
Холостой ход
Короткое замыкание
Согласованная нагрузка ()
Заданная нагрузка

3. По данным опытов подсчитать сопротивления и , занести их в табл. 15.1. При расчете сопротивлений необходимо иметь в виду, что в режиме холостого хода линия является емкостной нагрузкой, а в режиме короткого замыкания – индуктивной.

4. Рассчитать первичные и вторичные параметры линии, фазовую скорость волны и затухание в линии при условии (см. метод. указания). Результаты занести в табл. 15.2.

Таблица 15.2. Параметры линии

Первичные параметры				Вторичные параметры		Фазовая скорость волны	Затухание при
R0	L0	G0	C0			v
Ом/км	Гн/км	См/км	Ф/км	Ом	1/км	км/с	Нп

5. Рассчитать необходимые параметры элементов цепи, из которых можно составить нагрузку , соединить их на стенде и подключить к выходу линии. Измеренные величины и результаты расчетов занести в табл. 15.1. Рассчитать и сравнить его с. Определить затухание в неперах и сравнить его со значением, полученным в п.4.

6. Включить в конце линии нагрузку с сопротивлением , заданным преподавателем. Результаты измерений и расчетов занести в табл. 15.1.

7. Подключить линию непосредственно к генератору, исключив из схемы все измерительные приборы. На вход линии включить электронный вольтметр. По известной длине линии рассчитать (см. метод. указания), при каких частотах следует ожидать минимумов и максимумов входного сопротивления при холостом ходе и коротком замыкании в конце линии, а затем проверить расчеты на опыте, плавно увеличивая частоту генератора и наблюдая за показаниями вольтметра: минимумы и максимумы напряжения будут соответствовать минимумам и максимумам входного сопротивления. Результаты занести в табл. 15.3.

Таблица 15.3. Резонансные частоты

		1-й max	1-й min	2-й max	2-й min	3-й max	3-й min	4-й max	4-й min
Расчет	ХХ
	КЗ
Опыт	ХХ
	КЗ

8. При одной из резонансных частот (по указанию преподавателя) измерить напряжения в разных точках линии (через каждые 5 км) и построить кривые стоячих волн напряжения для режимов холостого хода и короткого замыкания.