МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Кафедра «Теории электрических цепей»

Дисциплина «Электротехника»

Отчёт по лабораторной работе №32

на тему

«Исследование пассивных цепей при гармоническом воздействии на постоянной частоте»

Цель работы

С помощью программы Micro-Cap исследовать электрический режим конденсатора и катушки индуктивности в цепях гармонического тока. Сравнить полученные характеристики с помощью программы Micro-Cap, с аналогичными характеристиками, полученными расчетным путем.

Исходные данные:

f = 1, 2, 3, 4, 5 кГц;

С = 38,7 нФ = 38,7 ∙ 10^-9 Ф;

R = 3022 Ом;

U₁ = 0,707e^j0;

L = 31 мГн = 0,031 Гн;

Z = Re(Z) + jIm(Z) = R + jX = ∙ = Z ∙ , где

R = Re(Z) – резистивное сопротивление двухполюсника;

X = Im(Z) – реактивное сопротивление двухполюсника;

= Z – модуль комплексного сопротивления двухполюсника;

= arg[Z] – аргумент (фаза) комплексного сопротивления двухполюсника;

– угловая частота;

f – частота;

Для С-цепи:

Z_C = -jX_C = – комплексное сопротивление конденсатора;

X_C = – ёмкостное сопротивление конденсатора.

Для L-цепи:

Z_L = jX_L = – комплексное сопротивление катушки;

X_L = – индуктивное сопротивление катушки.

Закон Ома для комплексных величин:

– комплексный ток;

U = Z ∙ I – комплексное падение напряжения;

U_L = ∙ I = – комплексное напряжение на катушке;

U_C = ∙ I = – комплексное напряжение на конденсаторе.

1. Расчет и построение графика

Рис. 1.1 Написание кода для графика

Рис. 1.2 График зависимости модуля комплексного сопротивления конденсатора

2. Расчет и построение графика

Рис. 2.1 Написание кода для графика

Рис. 2.2 График зависимости фазы сопротивления С-цепи от частоты

Предварительный расчет

Рис. 2.3 Векторная диаграмма модуля сопротивления C-цепи относительно фазы

3. Расчет и построение графика

Рис. 3.1 Написание кода для графика

Рис. 3.2 График зависимости модуля сопротивления RC-цепи от частоты

4. Расчет и построение графика

Рис. 4.1 Написание кода для графика

Рис. 4.2 График зависимости фазы комплексного сопротивления RC-цепи от частоты

5. Расчет и построение графика = ∙ I

Рис. 5.1 Написание кода для графика

Рис. 5.2 График зависимости модуля комплексного напряжения на конденсаторе RC-цепи от частоты

6. Расчет и построение графика

Рис. 6.1 Написание кода для графика

Рис. 6.2 График зависимости фазы комплексного напряжения на конденсаторе RC-цепи от частоты

Рис. 6.3 Векторная диаграмма выходного напряжения RC-цепи относительно фазы

7. Расчет и построение графика

Рис. 7.1 Написание кода для графика

Рис. 7.2 График зависимости модуля комплексного сопротивления катушки L-цепи от частоты

8. Расчет и построение графика

Рис. 8.1 Написание кода для графика

Рис. 8.2 График зависимости фазы комплексного сопротивления катушки L-цепи от частоты

Рис. 8.3 Векторная диаграмма модуля сопротивления L-цепи относительно фазы

9. Расчет и построение графика

Рис. 9.1 Написание кода для графика

Рис. 9.2 График зависимости модуля комплексного сопротивления RL-цепи от частоты

10. Расчет и построение графика arg(Z_RL) =

Рис. 10.1 Написание кода для графика

Рис. 10.2 График зависимости фазы комплексного сопротивления RL-цепи от частоты

11. Расчет и построение графика = ∙ I

Рис. 11.1 Написание кода для графика

Рис. 11.2 График зависимости модуля комплексного напряжения на катушке RL-цепи от частоты

Рис. 11.3 Векторная диаграмма напряжений для RL-цепи