Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Исследование электрических цепей в облачном приложении EasyEDA. Практикум
.pdf
Рисунок 4.6 – Построение векторной диаграммы в опыте 1
fCI
U
X
C
C
2
1
.;;
22
1
XRZXXRR
С
C
2) Векторная диаграмма для схемы с конденсатором строится в масштабе по
измеренным UВХ, UR1, UС .
Параметры конденсатора определяются из формулы:
Данные для построения треугольника сопротивлений:
4.5 Содержание отчета
1) Цель работы.
2) Скриншоты схем электрической цепи в режиме симуляции, на которых
видны параметры элементов в соответствии с вариантом и показания приборов.
3) Таблицы 4.2 и 4.3.
4) Векторные диаграммы, построенные в масштабе.
5) Расчетные формулы.
6) Треугольники сопротивлений для цепей R, L и R,
, построенные в
масштабе.
41
7) Выводы по работе.
1
R
, Ом
2
R
, Ом
1C
X
, Ом
2C
X
, Ом
P
, Вт
3 2 4 1 80
1
R
, Ом
1L
X
, Ом
2L
X
, Ом
U, В
40
10
20
100
I
X
X
С1
С2
21
RR
~u
I
X X
L1 L2
1
R
~u
4.6 Контрольные вопросы
1) Объясните построение векторных диаграмм по результатам измерений.
2) Как определить параметры реальной индуктивной катушки методом трех
вольтметров?
3) Запишите закон Ома для цепи R, L и для цепи R, C.
4) Что понимают под действующим значением тока?
5) Дайте определение векторной и топографической диаграмм.
6) Что понимают под треугольником сопротивлений.
7) Какую мощность измеряет ваттметр в цепи синусоидального тока?
8) Определите: Z, I, U, , Q, S. Постройте векторную диаграмму.
Исходные данные:
9) Определить индуктивность катушки, если показания приборов U = 220
B, I = 12 A, частота тока ƒ = 50 Гц.
10) К конденсатору емкостью С = 15,9·10-6 Ф подведено напряжение u
=141sin(ωt-280). Определить реактивную мощность цепи, если частота ƒ=50 Гц.
11) Определите: Z, I, U, , P, S. Постройте векторную диаграмму.
Исходные данные:
42
12) Дано: u = Um sin(ωt+300), i = Im sin(ωt+600). Определить угол сдвига фаз
U
I
R
R=3 Ом
L
X =4 Ом
L
A
V
напряжения и тока.
13) Определить угловую частоту ω и частоту f синусоидально изменяющегося
напряжения: u = 30 sin(157t+300), В.
14) Индуктивность катушки L = 16 мГн. Чему равно индуктивное
сопротивление XL при частоте f = 50 Гц?
15) Емкость конденсатора С = 100 мкФ. Чему равно емкостное
сопротивление XС при частоте f = 50 Гц?
16) Какие элементы содержит цепь, характеризуемая данной векторной
диаграммой.
17) Вольтметр показывает U=30 В. Определить показания амперметра.
5 Лабораторная работа № 4. Разветвленная электрическая цепь
синусоидального тока с активно-реактивными сопротивлениями
Цель работы. Экспериментально определить параметры пассивных
приемников в цепях синусоидального тока при параллельном соединении. Освоить
построение векторных диаграмм напряжения и токов, треугольников
проводимостей.
43
5.1 Краткое описание работы. Электрические схемы опытов
~u
вх
R1 A1 R
2
C A
2
A3 Z
2
~u
вх
R1 A
1
R2 L
A
2
A3 Z
2
В работе исследуются две электрические схемы синусоидального тока с
активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузкой с параллельным соединением
ветвей. По результатам опытов строятся векторные диаграммы, методом трех
амперметров рассчитываются параметры катушки и конденсатора, которые
сравниваются с заданными значениями.
1) В опыте 1 исследуется схема с параллельным соединением активного
сопротивления и реальной катушки индуктивности (рисунок 5.1).
Рисунок 5.1 – Электрическая схема опыта 1
2) В опыте 2 исследуется схема с параллельным соединением активного
сопротивления и реального конденсатора с потерями (рисунок 5.2).
Рисунок 5.2 – Электрическая схема опыта 2
3) Параметры элементов схемы заданы в таблице 5.1 и выбираются по
номеру варианта.
44
5.2 Параметры элементов схемы
Вари
ант
UВХ
f
R1
R2
L
С
В
Гц
Ом
Ом
Гн
мкФ
1
220
50
100
100
0,3
20
2
220
50
102
102
0,31
21
3
220
50
104
104
0,32
22
4
220
50
106
106
0,33
23
5
220
50
108
108
0,34
24
6
220
50
110
110
0,35
25
7
220
50
112
112
0,36
26
8
220
50
114
114
0,37
27
9
220
50
116
116
0,38
28
10
220
50
118
118
0,39
29
11
220
50
120
120
0,4
30
12
220
50
122
122
0,41
20
13
220
50
124
124
0,42
21
14
220
50
126
126
0,43
22
15
220
50
128
128
0,44
23
16
220
50
130
130
0,45
24
17
220
50
132
132
0,46
25
18
220
50
134
134
0,47
26
19
220
50
136
136
0,48
27
20
220
50
138
138
0,49
28
21
220
50
140
140
0,5
29
22
220
50
142
142
0,51
30
23
220
50
144
144
0,52
20
24
220
50
146
146
0,53
21
25
220
50
148
148
0,54
22
26
220
50
150
150
0,55
23
27
220
50
152
152
0,56
24
28
220
50
154
154
0,57
25
29
220
50
156
156
0,58
26
30
220
50
158
158
0,59
27
Таблица 5.1 – Параметры элементов схемы
45
5.3 Рабочее задание
5.3.1 Опыт 1
1) Соберите в EasyEDA схему с реальной катушкой индуктивности (рисунок
5.3). В качестве источника используйте источник синусоидального напряжения.
2) Установите параметры элементов в соответствии со своим вариантом
(таблица 5.1):
– амплитуду входного напряжения и его частоту для источника;
– значения сопротивлений R1, R2 и индуктивности L. Дробные числа
вводятся с точкой.
3) Сохраните схему. Включите симуляцию и снимите показания приборов.
Результаты измерений запишите в таблицу 5.2. Для отчета сделайте скриншоты
экрана со схемой и показаниями приборов или сделайте экспорт схемы.
Обратите внимание, что вольтметр показывает действующее значение
напряжения источника.
Рисунок 5.3 – Cхема опыта 1 в EasyEDA
46
Таблица 5.2 – Результаты опыта 1
Задано
Измерено
Вычислено
по методу трех амперметров
UВХ f R1
R2
L
I1 I
2
I
3
1
R
Z
2
cosφ
2 R2
L
X
L
В
Гц
Ом
Ом
Гн
А А А
Ом
Ом
-
Ом
Ом
Гн
Задано
Измерено
Вычислено
по методу трех амперметров
UВХ f R1
R2
С
I1 I
2
I
3
1
R
Z
2
cosφ
2
R2
X
C
С
cosφ
В
Гц
Ом
Ом
мкФ
А А А
Ом
Ом
-
Ом
Ом
мкФ
-
5.3.2 Опыт 2
1) Замените в схеме EasyEDA индуктивность на конденсатор (рисунок 5.4).
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 5.3. Для отчета сделайте скриншот
экрана со схемой и показаниями приборов или сделайте экспорт схемы.
Таблица 5.3 – Результаты опыта 2
47
Рисунок 5.4 – Cхема опыта 2 в EasyEDA
5.4 Обработка результатов экспериментов
По результатам измерений для каждой схемы:
1) Постройте векторную диаграмму токов и напряжений;
2) По методу трех амперметров рассчитайте параметры реальных катушки
индуктивности и конденсатора и сравните их с заданными значениями;
3) Результаты вычислений занесите в таблицы 5.2 и 5.3;
4) Постройте треугольник проводимостей.
5.4.1 Рекомендации к обработке результатов опытов
Векторные диаграммы строится в масштабе по измеренным токам I1, I2, I3 с
помощью циркуля. На рисунке 5.5 показано построение диаграмм для схемы с
катушкой индуктивности (рисунок 5.5, а) и схемы с конденсатором (рисунок 5.5, б).
48
3
2
I
U
Z
32
2
3
2
2
2
1
2
2
cos
II
III
22
sin
ZLX
L
f
2
L
X
L
C
X
C
1
1
232
cos
cos
I
II
cos уg
sin уb
2
1
I
U
R
222
cos
ZR
22
sin/1
ZСX
С
U
I
1
у
Рисунок 5.5 – Построение векторных диаграмм
Расчетные формулы для определения параметров:
Данные, которые нужно рассчитать для построения треугольников
проводимостей:
5.5 Содержание отчета
1) Цель работы.
2) Скриншоты схем электрической цепи в режиме симуляции, на которых
видны параметры элементов в соответствии с вариантом и показания приборов.
3) Таблицы 5.2 и 5.3.
49
4) Векторные диаграммы, построенные в масштабе.
C
K
R
L
5) Расчетные формулы.
6) Треугольники проводимостей для цепей R, L и R,
масштабе.
7) Выводы по работе.
5.6 Контрольные вопросы
1) В чем заключается суть опыта трех амперметров?
2) Постройте векторную диаграмму для параллельного соединения R и L.
Объясните порядок построения.
3) Постройте векторную диаграмму для параллельного соединения R и С.
Объясните порядок построения.
4) Как определить экспериментально параметры катушки (
трех амперметров?
5) Как определить активные и реактивные проводимости для схем рисунка
, построенные в
,
) методом
5.3, 5.4?
6) По векторной диаграмме определить комплексную мощность, cos φ
7) Какую цепь называют параллельным колебательным контуром ?
8) Как определить полную проводимость? В каких единицах она
измеряется?
9) Что такое треугольник проводимостей? Как его построить?
10) Начертите треугольник проводимостей, соответствующий
представленной схеме цепи.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]