ЛАБЫ / ЛР 16

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИСТЕТ»

Инженерной школы энергетики

Отделение электроэнергетики и электротехники

Лабораторная работа №18

КАТУШКА С ФЕРРОМАГНИТНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ В ЦЕПИ ИСТОЧНИКА ГАРМОНИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Вариант 4

Исполнитель:
студент группы	5А36		Кондрашов М.А.
Руководитель:
к.т.н., доцент ОЭЭ ИШЭ			Колчанова В. А.

Томск 2025

Цель работы. Экспериментальное подтверждение свойства безынерционного нелинейного элемента преобразовывать спектр частот воздействующего на него сигнала.

Схемы электрических цепей

Для осциллографирования кривой тока i(t) используется электрическая цепь, схема которой показана на рис. 18.2.

Рис. 16.1.

Программа работы

.

1. Открыть файл 16 -18 Катушка.ewb. Нажать кнопку «Пуск». Показания приборов внести в табл. 16.2.

2. Зарисовать одну полуволну осциллограммы тока i(t) нелинейной индуктивности. Для получения осциллогрмм открыть диалогового окна команды Transient Analysis (рис. 16.2.) по пути Analysis < Transient.

Время начала расчёта TSTART установить так, чтобы переходный процесс уже закончился (1 с и более), а время окончания TSTOP установить равным TSTART + период синусоидального источника. Если частота источника 50 Гц, то период равен 0,02 с

.

Рис. 16.2.

3. Вычислить амплитуду потокосцепления _m

_m = U_m/ =

4. Построить синусоиду (t) = _m sin (t).

Перенести на тот же лист и осциллограмму тока i(t).

Построить согласно рис. 18.1 веберамперную характеристику (i) катушки, используя временные зависимости i(t) и (t)

Рис. 18.1.

Разложить кривую i(t) в ряд Фурье по методу трех ординат или EWB по пути Analysis <Fourier.

=

Вычислить действующее значение тока I и сравнить его с

показанием амперметра:

Или на калькуляторе:

Таблица 18.2

Измерения		Результаты расчета
U	I	mi	I1m	I3m	I5m	I	kГ
В	мА	мА/мм	мА	мА	мА	мА	–
7	137.4	1	192.946	20.26	8.98	137.33	0.115

Коэффициент гармоник

Выводы: в ходе проведённого эксперимента было подтверждено свойство безынерционного нелинейного элемента преобразовывать спектр частот входного сигнала. В результате нелинейного преобразования в выходном сигнале наблюдались новые спектральные компоненты, отсутствующие во входном воздействии, что свидетельствует о генерации гармоник и комбинационных частот.

Литература

1. Теоретические основы электротехники: учебник для вузов / К.С.Демирчян, Л.Р.Нейман, Н.В.Коровкин. – 5-е изд. – СПб.: Питер, 2009. – (Учебник для вузов). Т. 2. – 2009. – 432 с.

2. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учебник для бакалавров / Л.А.Бессонов. – 11-е изд., перераб. и доп. – М.: Юрайт, 2012. – 701 с.

3. Основы теории цепей / Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. М.: Энергоатомиздат, 1989. – 528 с.