ТОЭ 1.1 / Лабораторные работы / Васильев_Л_5А47_ЛБ_11

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 №11

«Линейные электрические цепи с источником несинусоидального напряжения»

Вариант 4

Исполнитель:
студент группы			Васильев Л.М.
Руководитель:
к.т.н., доцент ОЭЭ ИШЭ			Колчанова В. А.

Томск 2025

Цель работы: изучение влияния катушки индуктивности и конденсатора на форму кривой тока при питании цепи от источника периодического несинусоидального напряжения.

Схема электрической цепи:

Исходные данные:

R	L	C
Ом	Гн	мкФ
100	0.5	50

1. Цепь с нагрузкой R

Схема электрической цепи:

Осциллограмма несинусоидального напряжения источника

Спектр амплитуд напряжения

Из спектра определяем значения амплитуды напряжений нечетных гармоник до пятой:

U0	0
U1m	170.74 B
U3m	69.77 В
U5m	27.65 В

Показания вольтметра электродинамической системы:

U_V= 130.5 B

Действующее значение напряжения:

Мгновенное значение напряжения:

U_1m sin(t + ₁) + U_3m sin(3t + ₃) + U_5m sin(5t + ₅)=

=170.74 sin(50t + ₁) + 69.77 sin(150t + ₃) + 27.65 sin(250t + ₅). В.

2. Цепь с катушкой

Схема электрической цепи:

Осциллограмма тока в цепи с катушкой индуктивности

Спектр амплитуд токов

Из спектра определяем составляющие нулевой и нечетных гармоник до пятой:

I0	0
I1m	0.91 А
I3m	0.14 А
I5m	0.03 А

Показания амперметра электродинамической системы: I_A= 652.2 мА

Расчётное действующее значение тока:

Мгновенное значение тока:

I_1m sin(t + ₁) + I_3m sin(31t + ₃) + I_5m sin(5t + ₅)=

=0.91sin(50t + ₁) + 0.14 sin(150t + ₃) + 0.03sin(250t + ₅). A

3. Цепь с конденсатором

Схема электрической цепи:

Осциллограмма тока в цепи с конденсатором

Спектр амплитуд токов

Из спектра определяем значения амплитуды токов нечетных гармоник до пятой:

I0	0
I1m	1,437 А
I3m	0.685 А
I5m	0.2756 А

Показания амперметра электродинамической системы:

I_A= 1.139 А

Расчётное действующее значение тока:

Мгновенное значение тока:

I_1m sin(t + ₁) + I_3m sin(3t + ₃) + I_5m sin(5t + ₅)=

=1.437 sin(50t + ₁) + 0.685 sin(150t + ₃) + 0.2756sin(250t + ₅). A

Вывод: В ходе проделанной работы изучили влияние катушки индуктивности и конденсатора на форму кривой тока при питании цепи от источника периодического несинусоидального напряжения. Провели экспериментальные данные в пакете Multisim и расчетные данные в Mathcad. Расчетные данные совпали с экспериментальными.