Добавил:
Adel_Mid
pod_dzenom@list.ru
Помогаю с обработкой лабораторных, домашками по электротехнике и матанализу. rnTg: @pod_dzenom
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Для экзамена (билеты, литература) / Электротехника_Лабораторный_практикум_ЛР14
.pdf
31
4.7. Графики с характеристиками по п. 3.
Rл
Источник
напряжения
+0..12В
Rпр
А
V1 Vл V2
Параметры
Вариант
1 2 3 4 5
6
U1, В
9 8 7 6 5 4 RЛ, Ом
100
82
82
68
68
47
5. Контрольные вопросы
5.1. Как осуществить режимы холостого хода и короткого замыкания? Че-
му равны в этих режимах RПР, I, U2, UЛ, P1, PЛ, P2, если U1 и RЛ остаются неизменными?
5.2. Как и почему изменяется ток, напряжение и мощность приемника при
изменении его сопротивления?
5.3. Какой режим называется согласованным? В чем заключается условие
согласования? Вывести его. Чему равны мощность P2, ток I, КПД ŋ в этом режиме?
5.4. Какие существуют пути уменьшения сопротивления линии передачи?
5.5. Для чего строят высоковольтные линии передачи?
5.6. Как графически определить два значения КПД, соответствующие заданному значению мощности Р2?
Рисунок 1 – Схема для экспериментального исследования линии передачи
Таблица 1
Варианты исходных данных
32
U1 = … В, R
Л
=… Ом
Режимы
Параметры
RПР, Ом
I, мА
UЛ, В
U2, В
P1, Вт
PЛ, Вт
P2, Вт
ŋ
Холостой
ход
Формулы
Расчетные значения
Согласо-
ванный
режим
Формулы
Расчетные значения
Короткое
замыкание
Формулы
Расчетные значения
Опыт при U1 = … В, R
Л
= … Ом
Расчет
I, мА
UЛ, В
U2, В
P1, Вт
PЛ, Вт
P2, Вт
ŋ
0
Предварительный расчет заданных режимов работы линии передачи
Таблица 2
Данные опыта и расчетов при изменении сопротивления нагрузки
Таблица 3
33
Моделирование лабораторной работы в Multisim 14.0
Для моделирования работы в программе Multisim 14.0 необходимо собрать электрическую схему в соответствии с рис.2. Для этого после запуска
программы в панели компонентов выбрать:
1. «Place source» с пиктограммой , далее выбрать «POWER SOURCES» затем
«DC_POWER» или , нажать «ОК». Зафиксировать положение источника постоянного напряжения на рабочей панели с помощью левой клавиши мыши.
2. «Place Basic» с пиктограммой далее «RESISTOR», нажать «ОК» Зафиксировать положение резистора на рабочей панели с помощью левой клавиши
мыши в соответствии с топологией схемы рис.2.
3. «Place Basic» с пиктограммой далее «VARIABLE_RESISTOR» или ,
нажать «ОК» Зафиксировать положение резистора на рабочей панели с помощью левой клавиши мыши в соответствии с топологией схемы рис.2. Чтобы
повернуть элемент необходимо нажать на него правой кнопкой мыши и выбрать опцию вращения «Rotate»
4. «Place Indicator» далее «VOLTMETER» и «VOLTMETER_H», нажать «ОК».
Зафиксировать положение вольтметров на рабочей панели с помощью левой
клавиши мыши в соответствии с топологией схемы рис.2.
5. «Place Indicator» далее «AMMETER» и «AMMETER_H», нажать «ОК». Зафиксировать положение амперметра на рабочей панели с помощью левой клавиши мыши в соответствии с топологией схемы рис.2.
6. Соединить все элементы схемы с помощью левой клавиши мыши, нажимая
на выводы элементов и фиксируя нажатием.
34
7. «Place source» с пиктограммой , далее выбрать «POWER SOURCES» затем
U1
DC 1e-009Ohm
0.041
A
+
-
U2
DC 10MOhm
6V
+
-
U3
DC 10MOhm
2.814
V
+
-
U4
DC 10MOhm
3.186V
+
-
V1
6V
+
-
R1
68Ω
R2
220Ω
Key=A
35 %
«GROUND» , нажать «ОК», заземлить схему. В противном случае она работать не будет - это обязательное условие.
8. Номиналы и свойства элементов установить путем нажатия правой клавиши
мыши на соответствующем элементе.
9. Нажать на пиктограмму «Run (F5)» для запуска процесса моделирования. На экране появятся показания приборов: амперметра U1 и вольтметров U3,
U4. Остановить моделирование нажатием пиктограммы «Stop» . Результаты
измерений записать в табл.3 соответственно в графы I, UЛ, U2.
10. Измерения проводить при изменении R2 от 0 до 100%. На втором этапе номинал R2 установить 2.2 кОм.
Рисунок 2 – Схема для моделирования в Multisim линии передачи энергии
35
Лабораторная работа № 2
Наименование
Коли-
чество
Источник постоянного напряжения +0..12 В
1
Резистор 22 Ом (R1)
1
Резисторы 47 Ом, 68 Ом, 82 Ом, 100 Ом (R2, R3)
4
Амперметры цифровые постоянного тока А1, А2 и А3
3
Вольтметр цифровой В7-38/ мультиметр UT33A в режиме измерения постоянного напряжения (V)
1
РАЗВЕТВЛЕННАЯ ЛИНЕЙНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ
ПОСТОЯННОГО ТОКА
1. Цель работы
Получение навыков сборки электрических цепей, измерений токов и напряжений на отдельных участках электрической цепи, экспериментальное подтверждение выполнения законов Кирхгофа в разветвленной линейной электрической цепи.
Перечень источников, приборов и минимодулей
2. Порядок выполнения работы
2.1. Ознакомиться с лабораторной установкой.
2.2. Собрать линейную цепь со смешанным соединением резисторов (рис.
1). В качестве амперметров А1, А2, А3 использовать цифровые амперметры «Модуля измерительного» стенда в режиме измерения постоянного тока. В качестве вольтметра V использовать вольтметр В7-38 в режиме измерения постоянного напряжения. Представить схему для проверки преподавателю.
2.3. Установить регулятор выходного напряжения источника в крайнее ле-
вое положение. Включить электропитание. Установив с помощью регулятора выходного напряжения источника первое из трех значений
входного напряжения в соответствии с вариантом из табл.1, измерить
поочерёдно величины напряжений UВХ, UR1, U
вольтметром V и токов
R23
амперметрами А1, A2 и А3 на всех участках цепи. Повторить измерения
для двух других заданных значений входного напряжения. Результаты
измерений занести в табл. 2. Выключить электропитание стенда.
36
R3
Источник
напряжения
+5В
R1
A1
A2 A3
R2
V1
V23V
Рисунок 1 – Схема разветвленной резистивной цепи
Варианты исходных данных
Параметры
Вариант
1 2 3 4 5
6
UВХ, В
3 4 3 4 3 4 4 5 4 5 4 5 5 6 5 6 5
6
R1, Ом
22
22
22
22
22
22
R2, Ом
47
68
47
68
47
82
R3, Ом
82
82
68
100
100
100
№
опыта
UВХ,
В
UR1,
В
U
R23
,
В
UВХ= UR1+U
R23
,
В
IR1,
мА
IR2,
мА
IR3,
мА
I
ВХ
= I
R2
+ IR3,
мА
1
2
3
Результаты измерений
Таблица 1
Таблица 2
преподавателем) вычислить значения сопротивлений последовательного (R1) и
параллельного (R23) участков исследуемой цепи, а также величину эквивалентного сопротивления всей цепи. Рассчитать входной ток схемы IВХ, сравнить его
с опытным IR1. Результаты расчетов занести в табл. 2
3. Расчёты и построения
3.1. По результатам измерений, представленных в табл. 1, (№ опыта задаётся
.
Таблица 2
37
Результаты расчетов
Сопротивления, Ом
Токи, мА
R1 R2
R3
R23
R
ЭКВ IR1
IВХ
3.2. Начертить расчётную схему исследуемой цепи. Составить по законам
Кирхгофа необходимое число уравнений для определения токов ветвей (для известных значений входного напряжения и сопротивлений ветвей).
3.3. Составить для исследуемой расчётной схемы уравнения методами кон-
турных токов и узловых напряжений. Рассчитать токи ветвей и сравнить с
опытными данными.
4. Содержание отчёта
4.1. Титульный лист.
4.2. Наименование и цель работы.
4.3. Перечень использованного оборудования.
4.4. Схема эксперимента.
4.5. Таблицы с данными экспериментов и расчётов.
4.6. Проделанные расчёты.
4.7. Системы уравнений для исследуемой цепи методами токов ветвей, узловых
напряжений и контурных токов.
4.8. Выводы по работе.
5. Контрольные вопросы
5.1. Как выглядит вольтамперная характеристика (ВАХ) линейного сопротивления и почему?
5.2. Чем определяется наклон ВАХ?
5.3. Как по ВАХ определить величину сопротивления цепи?
5.4. Как по показаниям амперметра и вольтметра можно определить величину
сопротивления участка электрической цепи постоянного тока и потребляемую
им мощность?
5.5. Как составить необходимое число уравнений по законам Кирхгофа для исследуемой схемы, чтобы рассчитать токи в ветвях?
5.6. Как определить величину эквивалентного сопротивления для исследуемой
цепи?
5.7. Назовите и примените для исследуемой схемы два способа расчёта сложных электрических цепей, позволяющих минимизировать необходимое число
уравнений.
38
Моделирование лабораторной работы в Multisim 14.0
Для моделирования работы цепи со смешанным соединением элементов в
программе Multisim 14.0 необходимо собрать электрическую схему в соответствии с рис. 2. Для этого после запуска программы в панели компонентов выбрать:
1. «Place source» с пиктограммой , далее выбрать «POWER SOURCES» затем
«DC_POWER» или , нажать «ОК». Зафиксировать положение источника постоянного напряжения на рабочей панели с помощью левой клавиши
мыши
2. «Place Basic» с пиктограммой далее «RESISTOR» или , нажать
«ОК» Зафиксировать положение резистора R1 на рабочей панели с помощью
левой клавиши мыши в соответствии с топологией схемы рис. 2. Нажать правой
клавишей мыши на резистор R1, выбрать «Properties» и установить значение
сопротивления во всплывающей вкладке в соответствии с заданным вариантом
из табл. 1.
3. Зафиксировать положение резистора R2 на рабочей панели с помощью левой
клавиши мыши в соответствии с топологией схемы рис.2. Нажать правой клавишей мыши на резистор R2, выбрать «Properties» и установить значение сопротивления во всплывающей вкладке в соответствии с вариантом таблицы 1.
Чтобы повернуть элемент необходимо установить на него указатель мыши, нажать ее правую кнопку и выбрать опцию вращения «Rotate».
4. Зафиксировать положение резистора R3 на рабочей панели с помощью левой
клавиши мыши в соответствии с топологией схемы рис.2. Нажать правой клавишей мыши на резистор R3, выбрать «Properties» и установить значение сопротивления во всплывающей вкладке в соответствии с вариантом табл. 1.
Чтобы повернуть элемент необходимо установить на него указатель мыши,
нажать ее правую кнопку и выбрать опцию вращения «Rotate».
39
5. «Place Indicator» далее «VOLTMETER» и «VOLTMETER_H», нажать «ОК».
Зафиксировать положение вольтметров на рабочей панели с помощью левой
клавиши мыши в соответствии с топологией схемы рис.2. Чтобы изменить положение выводов вольтметров необходимо нажать на него правой кнопкой
мыши и выбрать опцию вращения «Rotate 900 clockwise».
6. «Place Indicator» далее «AMMETER»» и «AMMETER_H», нажать «ОК». Зафиксировать положение амперметров на рабочей панели с помощью левой клавиши мыши в соответствии с топологией схемы рис.2.
7. Соединить все элементы схемы с помощью левой клавиши мыши, нажимая
на выводы элементов и фиксируя соединение нажатием.
8. «Place source» с пиктограммой , далее выбрать «POWER SOURCES» затем
«GROUND» , нажать «ОК», заземлить схему. В противном случае она работать не будет - это обязательное условие.
8. Номиналы и свойства элементов установить путем нажатия на них правой
клавиши мыши.
9. Нажать на пиктограмму «Run (F5)» для запуска моделирования. На экране появятся показания приборов: амперметров U1, U2, U3 и вольтметров U5,
U4, U6. Остановить моделирование нажатием пиктограммы «Stop» . Резуль-
таты измерений записать в табл.2 соответственно в графы для тока IR1, IR2, IR3 и
напряжений UВХ, UR1, U
R23
.
10. Измерения проводить для трех значений UВХ в соответствии с вариантом
табл.1
40
U1
DC 1e-009Ohm
0.116
A
+
-
U2
DC 1e-009Ohm
-0.074
A
+
-
U3
DC 1e-009Ohm
-0.042
A
+
-
U4
DC 10MOhm
2.545
V
+
-
U5
DC 10MOhm
-6
V
+
-
U6
DC 10MOhm
-3.455
V
+
-
V1
6V
+
-
R1
22Ω
R2
47Ω
R3
82Ω
Рисунок 2 – Схема моделирования цепи со смешанным соединением
в Multisim 14.0
Соседние файлы в папке Для экзамена (билеты, литература)