lab._27_(D)

6

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра “Теоретические основы электротехники”

Лабораторная работа № 27

“Исследование пассивного четырехполюсника”

Выполнил:

студент группы ЭТ-401

Кожевников Д. М.

Санкт-Петербург

2006

ВВЕДЕНИЕ

Цель работы - экспериментальное исследование четырехполюсника в цепи синусоидального тока; определение эквивалентных параметров четырехполюсников.

ПРОГРАММА РАБОТЫ

1. Опыт нагрузки четырехполюсника активным сопротивлением.

2. Опыты холостого хода и короткого замыкания.

3. Определение величин и в режиме нагрузки четырехполюсника активным сопротивлением.

4. Сопоставление данных пп. 1 и 3. Заключение по результатам исследования.

Таблица 1

Характеристика измерительных приборов

Наименование и тип прибора	Система прибора	Класс точности	Заводской номер	Предел измерений	Цена деления
Вольтметр 1	МЭ	0,5	56595	600 В	1 В
Вольтметр 2	МЭ	0,2	68715	600 В	1 В
Амперметр 1	МЭ	0,5	104644	3 А	0,05 А
Амперметр 2	МЭ	0,5	163546	3 А	0,05 А
Фазометр	ФД	0,5	1530	90°	2°

1. Опыт нагрузки четырехполюсника активным сопротивлением

Выполняется по схеме (рис. 1). До начала эксперимента к клеммной колодке с зажимами 1-1' и 2-2' подключаются двухполюсники, соединенные по схеме, указываемой преподавателем. В исследовании их может использоваться также четырехполюсник, монтаж которого уже выполнен. В дальнейших экспериментах все переключения будут касаться только внешних зажимов четырехполюсника (клеммной колодки) и показанных на рис. 1 однополюсных выключателей и .

Рис. 1

Величина сопротивления (реостата) выбирается с таким расчетом, чтобы получить показания приборов в указанных на рабочем месте пределах. При этом ток в реостате не должен превышать указанной на нем номинальной величины. Показания приборов заносятся в таблицу 2.

Таблица 2

Результаты наблюдений

, B	, A	, B	, A	, град
30	0,5	50	1	-44

2. Опыты холостого хода и короткого замыкания

Основной эксперимент выполняется по принципиальной схеме рис. 1. Режим холостого хода и короткого замыкания осуществляются с помощью однополюсных выключателей и .

Данные наблюдений и вычислений по основному эксперименту заносятся в таблицу 3. Примечание: в принятых здесь обозначениях первый индекс указывает зажимы, со стороны которых питается четырехполюсник; в построениях векторной диаграммы используются величины и , обеспечивающие соответственно величины и , исследованного ранее режима нагрузки.

Принципиальные схемы вспомогательного эксперимента с целью определения углов и , позволяющих осуществить наложение векторных диаграмм режимов х.х. и к.з. и получить величины и в режиме заданной нагрузки, приведены на рис. 2,а и 2,б. Они могут быть осуществлены на основе электрической цепи, рис. 1, использованной в предыдущих экспериментах. Для этого в опыте х.х. необходимо лишь переключить обмотку напряжения фазометра на зажимы 2-2', а в опыте к.з. – включить токовую обмотку в ветвь с током . Следует обратить внимание на то, что в схемах вспомогательного эксперимента отсутствует перемычка, соединяющая зажимы фазометра, обозначенные звездочками.

Рис. 2 а)	Рис. 2 б)

Таблица 3

Результаты основного эксперимента

Режим питания	Опыт	Данные наблюдений	Результаты вычислений
Со стороны зажимов 1-1′	х.х.	U10=22 B, I10=0,65 A, φ10=-20°
	к.з.	U1к=32,5 B, I1к=0,375 A, φ1к=-51°
Со стороны зажимов 2-2′	х.х.	U20=37,5 B, I20=1,1 A, φ20=-17°
	к.з.	U2к=64 B, I2к=0,8 A, φ2к=-49°

Данные наблюдений заносятся в таблицу 4. Указываются знаки углов и . Абсолютные величины углов могут превысить 90°.

Таблица 4

Результаты вспомогательного эксперимента

Схема эксперимента	Данные наблюдений		Примечание
	, град	, град
Рис. 2,а	44	-------
Рис. 2,б	-------	60

3. Определение величин и в режиме нагрузки четырехполюсника активным сопротивлением

а) Расчетным путем:

1. коэффициенты четырехполюсника

;

;

;

.

2. входное сопротивление при питании со стороны зажимов 1-1'

(Ом);

(Ом).

3. входное сопротивление при питании со стороны зажимов 2-2'

(Ом);

(Ом).

4. проверка

;

;

;

.

5. напряжение

.

6. ток

.

б) Построением векторной диаграммы:

На рис. 3 построена векторная диаграмма.

4. Сопоставление данных пп. 1 и 3. Заключение по результатам исследования

Сопоставление данных, полученных при выполнении пп. 1 и 3 программы, дано в таблице 5.

Таблица 5

Сопоставление данных эксперимента

Способ получения данных	, B	, A	, град
Опыт нагрузки четырехполюсника	50	1	-44
Получено с помощью уравнений четырехполюсника	45	0,99	-40
Получено с помощью векторной диаграммы	51	0,92	-42

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Многие электротехнические устройства, служащие для передачи энергии или сигналов, имеют два входных и два выходных зажима называются четырехполюсниками. Если внутри четырехполюсника отсутствует источник энергии, то он называется пассивным. Пассивный четырехполюсник может быть обобщенно охарактеризован тремя независимыми параметрами, которые могут быть определены расчетом, если известно внутреннее строение четырехполюсника, а также экспериментально. Экспериментальное определение параметров имеет большое значение, когда внутреннее строение четырехполюсника неизвестно. Для экспериментального определения параметров четырехполюсников нет необходимости производить измерения при номинальных значениях напряжений и токов. Достаточно измерить их значения на холостом ходе и при коротком замыкании. При холостом ходе и коротком замыкании подводимая к первичным зажимам мощность идет только на покрытие потерь внутри четырехполюсника.