МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра теоретических основ электротехники
отчет
по лабораторной работе №6
по дисциплине «Теоретические основы электротехники»
Тема: «ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВИВШЕГОСЯ СИНУСОИДАЛЬНОГО РЕЖИМА В ПРОСТЫХ ЦЕПЯХ»
Студенты гр. 3291 |
|
Чупаков В.В. Красников.А. |
Преподаватель |
|
Рогова Е.О. |
Санкт-Петербург
2025
Цель работы: практическое ознакомление с синусоидальными режимами
в простых RL-, RC- и RLC-цепях.
При анализе электрических цепей в установившемся синусоидальном
режиме важно твердо усвоить амплитудные и фазовые соотношения между
токами и напряжениями элементов цепи. Необходимо помнить, что ток в
R-элементе совпадает по фазе с напряжением, ток в L-элементе отстает, а в
C-элементе опережает напряжение на четверть периода (90°).
Следует учитывать, что комплексные сопротивления индуктивности и
емкости есть функции частоты:
Функциями частоты являются, следовательно, и комплексные сопротивления
RL-, RC- и RLC-цепей. Так для RLC-цепи, изображенной на рис. 6.1, в, комплексное сопротивление:
Реактивная составляющая этого сопротивления равна разности модулей индуктивного и емкостного сопротивлений и поэтому может принимать различные знаки: если она положительна, реакция цепи имеет индуктивный характер, если отрицательна – емкостный, если обращается в нуль (т. е. L = 1/C) цепь будет находиться в состоянии резонанса.
ет напряжение U на 45°, что соответствует емкостной реакции и временной диаграмме, представленной на рис. 6.2, б.
Обработка результатов
6.2.1 Исследование установившегося синусоидального режима в RL- и RC-
цепях
В опыте реализована схема,
изображенная на рисунке 6.3 , где
− сопротивление
резистора, включаемого параллельно
выходу ГС для
приближения последнего к свойствам идеального ИН.
Рис. 6.3 – Схема эксперимента
Напряжение на выходе ГС U0 = 2 B, частота f = 7,5 кГц. Был измерен
ток I и UR, UC. Также определен сдвиг фаз напряжения и тока. результат
эксперимента и расчетов приведен в таблице 1.
Таблица 1
Примеры расчётов:
Аналогичные
измерения и расчеты проведены при
частоте
Векторные диаграммы изображены на рисунках 6.4. и 6.5.
Рис
6.4 – на
Рис
6.5 – на
Результат измерений и расчетов для RL- цепи приведен в таблице 2.
Схема эксперимента приведена на рисунке 6.6
Рис. 6.6 – Схема эксперимента
Таблица 2
Векторные диаграммы изображены на рисунках 6.7. и 6.8
Рис.
6.7 – на
Рис. 6.8 – на
6.2.2 Исследование установившегося синусоидального режима в RLC-цепи
В опыте реализована схема, изображенная на рисунке 6.9. На выходе ГС
Установлено U0 = 2 B. По осциллограмме была определена точка резонанса и
для трех частот: f = f0, f = 2f0, f = 0,5f0 измерены I, UR, UC, UL и определён сдвиг фаз. Результаты экспериментов и расчетов приведен в таблице 3.
Рис. 6.9 – Схема экспериментa
Таблица 3
Пример сдвига фаз:
Векторные диаграммы изображены на рисунках 6.10 и 6.11
Рис.
6.10 – на
Рис.
6.11 – на
Вывод:
В ходе выполненной лабораторной работы были рассчитанные значения R, C, L сдвиги фаз, а также построены векторные диаграммы.