Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Моделирование и анализ работы линейных электрических цепей постоянного тока в программе Electronics Workbench при дистанционном обучении. Учебно-метод
.pdf
ЭДС генератора (рис.4.2), эквивалентного активному
двухполюснику с точки зрения режимов работы нагрузки,
равна напряжению на разомкнутых зажимах двухполюсника
(режим х.х.), а сопротивление генератора
сопротивлению
пассивного двухполюсника,
равно входному
полученного из активного после замены всех источников
энергии их внутренними сопротивлениями.
Для активного двухполюсника рис.4.1
Параметры и
можно определить
экспериментально – из опытов холостого хода и короткого
замыкания (к.з.). Для этого при отключенной нагрузке (
, режим х.х. активного двухполюсника) измеряется
напряжение
, и при нулевом сопротивлении нагрузки
(режим к.з.) измеряется ток короткого замыкания в ветви
,
71
В схеме с эквивалентным генератором (рис.4.2) ток в
нагрузке
мощность нагрузки
мощность источника (эквивалентного генератора)
Рис.4.2
72
К.п.д. передачи энергии от эквивалентного генератора
нагрузке:
Режим, в котором
называется
согласованным. В этом режиме в нагрузку передается
наибольшая мощность:
но к.п.д. при этом всего лишь =0,5 (50%).
Схемы исследуемых электрических цепей
Схема цепи с активным двухполюсником приведена на
рис. 4.1.
Схема цепи с эквивалентным генератором – на рис. 4.2.
На схемах указаны примерные (рекомендуемые)
параметры всех элементов и пределы измерения
измерительных приборов.
Параметры отдельных элементов или всех элементов
могут быть изменены преподавателем при выдаче задания.
73
Схемы, соответствующие рис.4.1, рис.4.2, собираемые на
экране компьютера, приведены на рис.4.3, 4.4.
Рис.4.3
Рис.4.4
74
Примечание.
На приводимых в пособии схемах, сформированных в
программе Electronics Workbench, параметры элементов
указаны произвольно. Каждый обучающийся устанавливает
параметры элементов по указанию преподавателя (или те,
которые получены им на основании расчетов).
Подготовка к работе
Для схемы с эквивалентным генератором (рис.4.2) по-
строить качественно зависимости , , ,
сопротивления нагрузки
(при постоянстве остальных
, от
параметров цепи), указать на графиках предельные режимы и
характерные точки.
Порядок выполнения работы
1. Собрать на экране компьютера схему электрической
цепи по рис.4.3. Исследовать зависимости напряжений и
токов от сопротивления нагрузки
. Выполнить не менее
десяти опытов, включая опыты х.х. и к.з.
Результаты занести в табл. 4.1.
75
2. По результатам опытов х.х. и к.з. (табл.4.1) определить
параметры эквивалентного генератора и
. Собрав на
экране компьютера схему по рис.4.4, выставить эти значения
и
.
3. Исследовать по этой схеме зависимость тока в цепи и
напряжения от сопротивления нагрузки
. Выполнить
не менее десяти опытов, включая опыты х.х. и к.з.
Результаты занести в табл. 4.2.
76
Таблица 4.2
№
опыта
Из опыта
По расчету
Uab
Iн
Rн
Rвхab
Рн
В А Ом
Ом Вт
1 х.х.
2 к.з.
3
и т.д.
Обработка полученных результатов, содержание
отчета
1. По значениям сопротивлений , ,
вычислить
входное сопротивление активного двухполюсника
Сравнить это значение с величиной
, полученной по
результатам опытов х.х. и к.з.
2. Выполнить необходимые расчеты и заполнить табл.
4.1 и 4.2.
77
.
3. Используя данные опытов и результаты расчетов,
построить:
а) на одном графике зависимости ,
от тока нагрузки
по данным табл. 4.1 и табл. 4.2;
(
б) на втором графике зависимости , , , от
относительного сопротивления / (/
) по данным
табл. 4.1 и табл. 4.2.
4. Сделать содержательные выводы по работе.
Оформить отчет.
Контрольные вопросы
1. Что такое двухполюсник? Чем активный
двухполюсник отличается от пассивного?
2. В каких случаях целесообразно использовать метод
эквивалентного генератора и в чем он заключается?
3. Как можно рассчитать параметры эквивалентного
), ,
генератора?
4. Поясните приведенные в описании работы выражения
для и
.
5. Почему метод эквивалентного генератора носит и
второе название – метод холостого хода и короткого
замыкания?
78
6. Что такое согласованный режим работы нагрузки? Чем
он характерен? Когда используется?
7. Каков к.п.д. источника при работе на согласованную
нагрузку?
8. Целесообразно ли обеспечивать согласованный режим
при передаче больших мощностей по линии ЛЭП?
9. Решить в цифрах типовую задачу: в разветвленной
электрической цепи, близкой по структуре к изображенной
на рис.4.1, изменяется сопротивление в одной из ветвей. При
какой величине сопротивления в нем будет выделяться
наибольшая мощность? Чему эта мощность равна?
Список литературы
1. Теоретические основы электротехники. Электрические
цепи : учебник / Л.А. Бессонов. – 11-е изд., перераб. и доп. –
М.: Гардарики, 2007. – 701 с. : ил. – С.61–65.
2. Власов С.П., Косарев Б.И., Журавлев А.Н. Линейные
электрические цепи постоянного тока. Методические
указания к лабораторным работам по дисциплине
«Теоретические основы электротехники» для студентов
электротехнических специальностей. Часть 1. Изд. 6–е. – М.:
МИИТ, 2007. – С.33 – 38.
79
Типовые схемы для индивидуального моделирования
в Electronics Workbench и расчета
Ниже приведены схемы для самостоятельно расчета при
подготовке к практическим занятиям, к лабораторным и
контрольным работам. Они же могут быть использованы и
при защите лабораторных работ в качестве типовых схем,
упоминаемых в разделах «Контрольные вопросы».
Количество схем позволяет выдать индивидуальное
задание каждому студенту учебной группы.
Рис.5.1 Рис.5.2 Рис.5.3
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]