Болтушкин Л.С., Туранов А.В., гр. 712-2, отчет по лабораторной 3
.docxМинистерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОННИКИ (ТУСУР)
Кафедра комплексной информационной безопасности электронно-вычислительных систем (КИБЭВС)
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОВ ОМА И КИРХГОФА ПРИ ГАРМОНИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
Отчет по лабораторной работе №3 по дисциплине «Электротехника»
Студент гр. 712-2 ___________ Л.С. Болтушкин ___________ А.В. Туранов ___________
Руководитель Старший преподаватель
кафедры КИБЭВС
_______ __________ А.С. Семенов
__________
Томск 2023
Введение
Целью лабораторной работы является освоение методов измерения напряжения, тока и разности фаз гармонических сигналов; экспериментальная проверка топологических уравнений цепей первого порядка и закона Ома в комплексной форме для индуктивности L и емкости C.
1 Основные теоретические положения
Гармоническое колебание – движение или изменение состояния материальных тел или материи вокруг некоторого среднего значения по закону простейшей периодической функции вида: f(t) = Asin(ωt + φ).
Большинство измерительных приборов предназначены для измерения узлового напряжения. Один из выводов прибора заземлен (общий вывод). Второй – потенциальный/сигнальный или «вход»/ «выход». При сборке измерительной установки в первую очередь соединяются между собой общие провода всех приборов и исследуемого объекта.
Фазометр служит для измерения разности начальных фаз двух узловых гармонических напряжений. Если вход «Опорный» подключить к входу цепи, а «Сигнал» - к выходу. То фазометр покажет разности начальных фаз. (Вместо фазометра в данной работе был использован осциллограф – прибор, показывающий форму напряжения во времени, измеряющий ток, частоту, угол сдвига фаз).
Для определения значения фазового сдвига в градусах использовалась формула:
Выражение закона Ома в комплексной форму:
2 Ход работы
2.1 Описание электрической цепи
Рабочие схемы предоставлены на рисунке 1.
Рисунок 1 – Рабочие схемы
В данном варианты были использованы данные: R = 1 кОм, L = 0,3 Гн, С = 0,33 мкФ. Действующее напряжение на входе генератора 1 вольт. Частота источника сигнала 450 Гц (согласно варианту).
2.2 Экспериментальные результаты и их обработка
2.2.1 Задание 1
Для заполнения таблицы №1 использовались следующие расчетные формулы и экспериментальное измерение значения напряжений и начальных фаз на элементах последовательного соединения катушки индуктивности L и резистора R1.
Таблица 1
|
UR1, В |
ФUR° |
UL, В |
ФUL° |
I, мА |
фI° |
R1, Ом |
L, Гн |
Расчёт |
|
|
|
|
|
|
|
|
Эксперимент |
|
|
|
|
|
|
|
|
Векторная диаграмма напряжений и лучевая диаграмма тока изображены на рисунке 2.
Рисунок 2 – Векторная диаграмма №1
2.2.2 Задание 2
Для заполнения таблицы №2 использовались следующие расчетные формулы и экспериментальное измерение значения напряжений и начальных фаз на элементах последовательного соединения конденсатора С и резистора R1.
Таблица 2
|
UR1, В |
ФUR° |
UС, В |
ФUС° |
I, мА |
фI° |
R1, Ом |
С, мкФ |
Расчёт |
|
|
|
|
|
|
|
|
Эксперимент |
|
|
|
|
|
|
|
|
Векторная диаграмма напряжений и лучевая диаграмма тока изображены на рисунке 3.
Рисунок 2 – Векторная диаграмма №2
2.2.3 Задание 3
Для заполнения таблицы №2 использовались следующие расчетные формулы и экспериментальное измерение значения напряжений и начальных фаз на элементах последовательного соединения резистора R1 и резистора R3.
Таблица 3
|
UR1, В |
ФUR° |
UR3, В |
ФUR3° |
I, мА |
фI° |
R1, Ом |
R3, Ом |
Расчёт |
|
|
|
|
|
|
|
|
Эксперимент |
|
|
|
|
|
|
|
|
Векторная диаграмма напряжений и лучевая диаграмма тока изображена на рисунке 3.
Рисунок 3 – Векторная диаграмма №3
Заключение
В результате лабораторной работы были освоены метода измерения напряжения, тока и разности фаз гармонических сигналов. Экспериментально проверены топологические уравнения цепи первого порядка и закона Ома в комплексной форме для индуктивности L и емкости С.