Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Исследование электрических цепей в облачном приложении EasyEDA. Практикум
.pdf
а)
б)
Рисунок 3.2 – Последовательность сборки схемы в EasyEDA
2) Установите на источниках питания постоянного тока значения ЭДС равные E1=
100 В и Е2= 70 В, значения сопротивлений R1, R2, R3 установите согласно своему
варианту в таблице. Дробные числа вводятся с точкой. Вариант и значения
сопротивлений запишите в отчет.
31
3) Сохраните схему. Включите симуляцию. Если какой-то прибор показывает
Эксперимент
Расчет
E1 E2
I1 I2
I3
U1 U2
U3
R1 R2
R3
В В А А А В В В Ом
Ом
Ом
Í
2
Z2 Z3 Í1 R
2
x
С2
Í1 Í
2
R1
E1
E2
R
2
R
3
A1 A1 A3 A
2
+V -
a e
b
c
d
отрицательное значение, поменяйте полярность у прибора (сделайте зеркальное
отображение значками или клавишами X или Y) и повторите симуляцию.
Показания приборов и запишите их в таблицу 3.2.
Для отчета сделайте скриншот экрана со схемой и показаниями приборов или
экспорт схемы (Вкладка Файл – Экспорт).
Таблица 3.2 – Результаты опыта
4) Для измерения потенциалов нужно убрать из схемы (рисунок 3.1) вольтметры V1,
V2, V3, обозначить точки на внешнем контуре (рисунок 3.3).
Рисунок 3.3 – Электрическая схема для измерения потенциалов
6) Возьмите мультиметр, установите для него режим вольтметра. Клемму «минус»
вольтметра подключите к точке заземления. Клемму «плюс» последовательно
подключайте к точкам «a», «b», «c», «d» схемы. Показания вольтметра записывайте
32
в таблицу 3.3. Для отчета сделайте скрин экрана со схемой и показаниями
Эксперимент
Расчет
φa φ
b
φ
c
φ
d
φ
e
φa φ
b
φ
c
φ
d
φ
e
В В В В В В В В В
В
приборов или экспорт схемы (Вкладка Файл – Экспорт).
Таблица 3.3 – Данные для построения потенциальной диаграммы
3.4 Обработка результатов экспериментов
По результатам измерений:
1) Рассчитайте значения сопротивлений и занесите их в таблицу 3.2;
2) Составьте для схемы (рисунок 3.1) уравнения по законам Кирхгофа, баланс
мощностей и проверьте их выполнение, используя данные из таблицы 3.2;
3) По данным таблицы 3.2 рассчитайте потенциалы точек, занесите их в таблицу
3.3. Сравните расчетные и экспериментальные значения.
4) По данным таблиц 3.2 и 3.3 постройте в масштабе потенциальную диаграмму φ
(R).
3.5 Содержание отчета
1) Цель работы.
2) Скриншоты схем электрической цепи из EasyEDA в режиме симуляции, на
которых видны параметры элементов в соответствии с вариантом и показания
приборов.
3) Таблицы опытных и расчетных данных.
4) Расчетные формулы.
5) Потенциальная диаграмма.
6) Выводы по работе.
33
3.6 Контрольные вопросы
1
1
2
2
E
E
01
02
R
R
r
r
1
R
2
R
P
P
, Вт
1
R
, Ом
2
R
, Ом
36 6 12
а)
0
54321
IIIII
б)
54321
IIIII
в)
0
54321
IIIII
г)
0
54321
IIIII
1
R
2
R
3
R
E
1 2
R R
U
+
_
1
4
5
2
3
I
I
I
I
I
1) Изложите алгоритм составления системы уравнений по законам
Кирхгофа.
2) Какие контуры называются независимыми? Сколько независимых
контуров в исследуемой цепи?
3) Что называют потенциальной диаграммой?
4) Запишите систему уравнений по законам Кирхгофа для данной схемы
электрической цепи и составьте уравнение баланса мощностей в общем виде.
5) В цепи известны сопротивления
и
, а также мощность источника
. Определить токи в ветвях и напряжение на зажимах цепи.
Данные к задаче
6) Какое из приведенных уравнений не соответствует рисунку?
7) В цепи известны сопротивления
Определить токи в ветвях цепи. Составить баланс мощностей.
,
и
, ЭДС источника равна
.
34
E
, В
1
R
, Ом
2
R
, Ом
3
R
, Ом
90 8 6
3
1
R
2
R
3
R
1
E
2
E
1
E
, В
2
E
, В
1
R
, Ом
2
R
, Ом
3
R
, Ом
60
24 6 3
2
1
R
2
R
3
R
1
E
2
E
1
E
, В
2
E
, В
1
R
, Ом
2
R
, Ом
3
R
, Ом
90
36 3 6
7
E
1
3
R
R
2
R
1
2
E
E
1
3
R
R
2
R
1
2
E
E
1
3
R
R
2
R
Данные к задаче
8) В цепи известны сопротивления
,
. Определить токи в ветвях цепи и режимы работы источников ЭДС.
,
и
, ЭДС источников равны
Данные к задаче
9) В цепи известны сопротивления
,
. Определить токи в ветвях цепи и режимы работы источников ЭДС.
,
и
, ЭДС источников равны
Данные к задаче
10) Как определить напряжение между двумя точками электрической цепи?
4 Лабораторная работа № 3. Неразветвленная электрическая
цепь синусоидального тока с активно-реактивными
сопротивлениями
Цель работы. Экспериментально определить параметры пассивных
приемников в цепях синусоидального тока. Освоить построение векторных
диаграмм тока и напряжений, треугольников сопротивлений и мощностей для
исследуемых цепей.
35
4.1 Краткое описание работы. Электрические схемы опытов
~u
ВХ
R
1
A
V
1
V
2
R
К
L
К
~u
ВХ
R1 A
V
1
V
2
С
В работе исследуются две электрические схемы синусоидального тока с
последовательным соединением элементов: с активно-индуктивной и активноемкостной нагрузкой. По результатам опытов строятся векторные диаграммы и
методом трех вольтметров рассчитываются параметры катушки и конденсатора,
которые сравниваются с заданными значениями.
1) В опыте 1 исследуется схема с последовательным соединением активного
сопротивления и реальной катушки индуктивности (рисунок 4.1). Реальная катушка
индуктивности помимо индуктивного сопротивления имеет активное
сопротивление, которое учитывает активное сопротивление провода.
Рисунок 4.1 - Схема с последовательным соединением R и L
2) В опыте 2 исследуется схема с последовательным соединением активного
сопротивления и идеального конденсатора (рисунок 4.2).
Рисунок 4.2 - Схема с последовательным соединением R и С
3) Параметры элементов схем заданы в таблице 4.1 и выбираются по номеру
варианта.
36
4.2 Параметры элементов схемы
Вариа
нт
R1
RК
L К
С
Ом
Ом
Гн
мкФ
1
500
100
0,96
7
2
505
101
0,96
7,05
3
510
102
0,97
7,1
4
515
103
0,98
7,15
5
520
104
0,99
7,2
6
525
105
1,00
7,25
7
530
106
1,01
7,3
8
535
107
1,02
7,35
9
540
108
1,03
7,4
10
545
109
1,04
7,45
11
550
110
1,05
7,5
12
555
111
1,06
7,55
13
560
112
1,07
7,6
14
565
113
1,08
7,65
15
570
114
1,09
7,7
16
575
115
1,10
7,75
17
580
116
1,11
7,8
18
585
117
1,12
7,85
19
590
118
1,13
7,9
20
595
119
1,14
7,95
21
600
120
1,15
8
22
605
121
1,16
8,05
23
610
122
1,17
8,1
24
615
123
1,18
8,15
25
620
124
1,18
8,2
26
625
125
1,19
8,25
27
630
126
1,20
8,3
28
635
127
1,21
8,35
29
640
128
1,22
8,4
30
645
129
1,23
8,45
Таблица 4.1 – Параметры элементов схемы
37
Вариант и значения параметров запишите в отчет.
4.3 Рабочее задание
4.3.1 Опыт 1
1) Соберите в EasyEDA схему с реальной катушкой индуктивности (рисунок 4.1).
Пример сборки схемы приведен на рисунке 4.3.
Для сборки схемы используйте источник напряжения , два резистора и
катушку. Рекомендуется
– сначала собрать цепь без вольтметров (последовательный контур
«источник, мультиметр, резистор 1, резистор 2, катушка»);
– потом подключить вольтметры и заземление.
2) У источника выберите во вкладке «Настройки» тип источника
«Синусоидальный». Установите у него амплитуду напряжения 100 В, частоту 50
Гц.
3) Установите параметры элементов R, L в соответствии со своим вариантом.
Важно!!! Дробные числа вводятся с точкой.
Рисунок 4.3 – Схема опыта 1 в EasyEDA
4) Сохраните схему. Включите симуляцию и снимите показания приборов.
38
Результаты измерений запишите в таблицу 4.2 . Для отчета сделайте скриншот
Задано
Измерено
Вычислено
по методу трех вольтметров
UВХ f R1
RК
XL
1
R
U
K
U
I
1
R
U
Ka UL
K
R
L
X
L
В
Гц
Ом
Ом
Ом
В В А
Ом B B
Ом
Ом
Гн
экрана со схемой и показаниями приборов или сделайте экспорт схемы.
Таблица 4.2 – Результаты опыта 1
4.3.2 Опыт 2
1) Замените в схеме реальную катушку индуктивности на конденсатор
(рисунок 4.5).
2) Установите емкость конденсатора в соответствии с вариантом
(микрофарады в EasyEDA вводятся с символом «u», например 7мкФ – это 7u).
Дробные числа вводятся с точкой.
3) Сохраните схему. Включите симуляцию и снимите показания приборов.
Результаты измерений запишите в таблицу 4.3. Для отчета сделайте скриншот
экрана со схемой и показаниями приборов или сделайте экспорт схемы.
3) Включите симуляцию и снимите показания приборов. Результаты
Рисунок 4.5 – Схема опыта 1 в EasyEDA
39
измерений запишите в таблицу 4.3.
Задано
Измерено
Вычислено по методу
трех вольтметров
UВХ f R1
С
1
R
U
C
U
I
1
R
X
C
С
В
Гц
Ом
мкФ
В В А
Ом
Ом
мкФ
I
U
R
R1
1
.;;
22
1
XRZXXRRR
LK
Таблица 4.3 – Результаты опыта 2
4.4 Обработка результатов экспериментов
По результатам измерений для каждой схемы:
1) Постройте векторную диаграмму токов и напряжений;
2) По методу трех вольтметров рассчитайте параметры реальной катушки -
индуктивности и конденсатора и сравните их с заданными значениями;
3) Результаты вычислений занесите в таблицы 4.2 и 4.3;
4) Постройте треугольник сопротивлений.
4.5 Рекомендации к обработке результатов опытов
1) Векторная диаграмма для схемы с реальной катушкой индуктивности
строится в масштабе по измеренным UВХ, UR1, UK с помощью циркуля, рисунок 4.6.
Из диаграммы линейкой с учетом масштаба измеряются величины U
L
и U
Kа
Затем по формулам определяются искомые параметры реальной катушки.
Сопротивление R1 находится по закону Ома:
.
Данные для построения треугольника сопротивлений:
.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]