Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Исследование электрических цепей в облачном приложении EasyEDA. Практикум
.pdf
14) Как определить угловую резонансную частоту параллельного
C
~u
L
i
I
I
I
I
C
0
0
0
0
а)
в)
б) г)
1
I
2
I
3
A
L
~u
i
C
R
r
1
C
L
I
I
2
I
А
А
L
R
A
A
A
3
1
2
C
колебательного контура с потерями?
частотой 1000 Гц, подключен к изображенной цепи.
Чему равна индуктивность L, при которой в цепи
15) Источник синусоидального напряжения с
возникнет резонанс, если R=30 Ом;
=20 мкФ?
16) Объясните причину возможного превышения токов в ветвях
параллельного колебательного контура относительно тока в неразветвленной части
цепи. С помощью какого параметра можно оценить степень такого превышения?
17) Укажите график, соответствующий изменению тока I в данной цепи, в
зависимости от частоты? Поясните ответ.
18) Определить показание амперметра
электромагнитной системы, включенного в цепь,
как показано на рисунке, если I1 = I2 = 10 А.
19) В цепи резонанс токов. Показания
амперметров
показание амперметра
=10 А;
= 8 А. Определить
.
61
7 Лабораторная работа №6. Исследование резонанса
R, L
C
~u
вх
R
A V
1
V
3
С
L
V
2
напряжений
Цель работы. Изучение явления резонанса напряжений в цепи
синусоидального тока с последовательным соединением
и
, освоение
методики и практики вычислений и построений векторных диаграмм по данным
измерений.
7.1 Краткое описание работы. Электрическая схема опыта
В работе исследуется электрический последовательный колебательный
контур с потерями (рисунок 7.1). Контур настраивается в режим резонанса
изменением частоты источника синусоидального напряжения. Точная резонансная
частота f0 определяется по максимуму входного тока I и равенству показаний
вольтметров V2 и V3. Эксперименты проводятся при трех частотах питающего
напряжения: f = f0 , f = 0,5f0 , f = 1,5f0 . По результатам опытов рассчитываются
параметры пассивных элементов и строятся векторные диаграммы.
Рисунок 7.1 – Электрический последовательный колебательный контур с потерями
62
7.2 Параметры элементов схемы
Вариант
UmВХ
R
L
С
В
Ом
Гн
мкФ*
1
100
250
1,8
20
2
100
250
2,2
13,3
3
100
450
2,6
10
4
100
600 3 8
5
100
700
3,4
6,7
6
100
800
3,8
5,7
7
100
1000
4,2
5
8
100
1000
4,6
4,4
9
100
1100 5 4
10
100
1200
5,4
3,6
11
100
1300
5,8
3,3
12
100
1500
7,2
3,1
13
100
1500
6,6
2,9
14
100
250 7 20
15
100
350
7,4
20
16
100
400
10
11,1
17
100
500
1,5
9,1
18
100
600 2 7,7
19
100
700
2,5
6,7
20
100
800 3 5,9
21
100
900
3,5
5,3
22
100
1000 4 4,8
23
100
1000
4,5
4,3
24
100
1100 5 4
25
100
1200
5,5
3,7
26
100
1300 6 3,4
27
100
1400
6,5
3,2
28
100
1500 7 3
29
100
1600 1 2,9
30
100
1700
1,4
2,7
Таблица 7.1 – Параметры элементов схемы
63
7.3 Рабочее задание
LC
f
2
1
0
1) Соберите в EasyEDA схему последовательного колебательного
контура (рисунок 7.2).
Рисунок 7.2 – Схема опыта в EasyEDA
2) По данным таблицы 7.1 для своего варианта рассчитайте значения
резонансной частоты f
0
ВАЖНО! При расчете частоты индуктивность L должна быть подставлена в
Генри, а емкость C в фарадах (1мкФ = 10
Округлите рассчитанную частоту f
-6
Ф).
до целого значения.
0
3) В настройках источника выберите тип источника «синусоидальный».
Установите на источнике амплитуду напряжения в соответствии с вариантом и
резонансное значение частоты [Гц], рассчитанное выше (если при расчете
получилось дробное значение вводите его, не округляя). Дробные числа вводятся с
точкой.
4) Установите параметры элементов R, L, C в соответствии со своим
вариантом. Обратите внимание, что микрофарады в EasyEda вводятся с
символом «u», например, 7мкФ – это 7u. Дробные числа вводятся с точкой.
64
5) Сохраните схему. Включите симуляцию и снимите показания приборов.
Режимы
работы
цепи
Задано
Измерено
f
U
ВХ
R L C I UR UL UC Гц
В
Ом
Гн
мкФ
А В В
В
f = f
0
(резонанс)
f ≈ 0,5 f0
f ≈ 1,5 f0
Режимы
работы цепи
Вычислено
R
L
X
C
X
Z
φ=arctg(X/R)
Θ
Ом
Ом
Ом
Ом ° -
f = f
0
(резонанс)
f ≈ 0,5 f0
f ≈ 1,5 f0
Результаты измерений запишите в строку 1 таблицу 7.2. Значение частоты f для
записи в таблицу округлите до ближайшего целого значения.
Для отчета в этом и в последующих опытах сделайте скриншот экрана со
схемой и показаниями приборов или сделайте экспорт схемы.
Таблица 7.2 – Результаты опытов
7) Установите частоту генератора f ≈ 0,5 f0. Повторите измерения и занесите
результаты опытов в таблицу 7.2.
8) Установите частоту генератора f ≈ 1,5 f
результаты опытов в таблицу 7.2.
9) Проведите расчеты по данным экспериментов и занесите результаты
расчетов в таблицу 7.3.
Таблица 7.3 – Результаты расчетов
. Повторите измерения и занесите
0
65
11) Используя опытные данные в таблице 7.2, постройте в масштабе
I
U
X
L
L
I
U
X
C
C
ВХ
C
U
U
Q
0
2222
)(
CL
ВХ
XXRXR
I
U
Z
I
U
R
R
векторные диаграммы токов и напряжения для каждого опыта.
7.4 Обработка результатов экспериментов
Активное, индуктивное и емкостное сопротивления находятся по закону Ома
Полное сопротивление
Добротность контура
.
7.5 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 7.2 и 7.3.
4) Векторные диаграммы, построенные в масштабе.
5) Расчетные формулы.
6) Выводы по работе.
66
R
L
0
f
R
L
C
f
0
f
321
V,V,V
V
R
I
R
L
C
V
V
V
3
2
1
V
L
it()
et()
C
R
L
it()
et()
C
R
7.6 Контрольные вопросы
1) Дайте определение режима резонанса напряжений в электрических цепях.
2) При каком условии в цепи установится резонанс напряжений и к каким
последствиям может привести?
3) Определите величину емкости С, при которой в изображенной цепи
установится резонанс напряжений:
4) Определите добротность контура электрической цепи, изображенной на
=40 Ом;
=100 мГн;
=50 Гц.
рисунке, если
=20 Ом;
=50 мГн;
=5 мкФ;
=50 Гц.
5) Дайте определение параметров ;
; Q колебательного контура. Как их
определить?.
6) В электрической цепи, приведенной на рисунке, вольтметры
показывают по 100 В. Определите показания вольтметра
=20 Ом
и величину тока, если
67
7) В электрической цепи установился режим
P
L
C
R
U
L
U
C
U
U
tsinu100
R
C
X
R R
R
R
R
R
L L
L
L
L
L
U U U U
U
C
C
C
а)
б)
в)
г)
д)
L
it()
et()
C
R
L
i
C
R
u
R
R
L
L
ut()
it()
u t()
u t()
u t()
C
C
составляют
9) Укажите схему, в которой может возникнуть резонанс напряжений?
=30 В;
=20 В;
резонанса, потребляемая мощность составляет
=100 Вт. Определите ток в цепи, еслиR=25 Ом;
=20 мГн;
=500 мкФ.
8) Напряжение на элементах цепи R, L и C
=60 В. Определите напряжение на входе цепи
.
10) Как настроить последовательный колебательный контур в резонанс
напряжений?
11) Определите мгновенное значение напряжения на L при резонансе, если
;
=20 Ом;
=10 Ом.
68
12) Вычислите угловую частоту при резонансе для цепи, приведенной на
C
R
L
C
U
R
L
X
C
X
)90314sin(2100
0
te
40CLxx
LCR
UUUI
, , ,
R
L
U
I
C
L
it()
et()
C
R
L
L
C
C
X
X
X
X
U
R
R
А
C
R
R
L
e
рисунке, если R=20 Ом; L=20 мГн;
=50 мкФ.
13) Определите значение резонансной
частоты f
если
для схемы, изображенной на рисунке,
0
=50 Ом;
=100 мГн;
=10 мкФ.
14) Объясните почему возможно возникновение перенапряжений на
отдельных элементах электрической цепи в режиме резонанса напряжений.
15) Начертите схемы электрических цепей идеального и реального
последовательного колебательного контура.
16) Дано:
= 100 В;
=
=
амперметра.
17)
В, R=20 Ом;
?
=10 Ом. Определите показание
Ом. Определите
69
'
O
O
AUB
U
C
U
A
1
A
2
A
3
A В С
a
b
c
RA RB R
C
A
4
V
2
V
3
V
1
V
4
8 Лабораторная работа №7. Исследование трехфазной цепи при
соединении приемников звездой
Цель работы. Изучить трехфазную цепь при соединении нагрузки звездой.
Экспериментально подтвердить соотношения между линейными и фазными
напряжениями и токами, научиться строить векторные диаграммы.
8.1 Краткое описание работы. Электрические схемы опытов
В работе исследуются четырехпроводная трехфазная цепь «Звезда-звезда с
нулевым проводом» (рисунок 8.1) и трехпроводная трехфазная цепь «Звезда-звезда»
(рисунок 8.2). В каждой схеме эксперименты проводятся для трех режимов работы:
при симметричной нагрузке, при несимметричной нагрузке, при обрыве одной из
фаз. По результатам опытов рассчитывается активная мощность, потребляемая
цепью, и строятся векторные диаграммы. Параметры элементов схемы приведены в
таблице 8.1 и выбираются по номеру варианта.
Рисунок 8.1 - Звезда-звезда с нулевым проводом
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]