Пермский Государственный Технический Университет
Кафедра “Конструирование радиоэлектронных средств”
Отчет по лабораторной работе № 3:
“Определение параметров цепи переменного тока”
Выполнили студенты гр. АТПП-02-2:
Цидвинцев Денис
Мартынов Михаил
Проверил:
Кулютникова Е.А.
Пермь 2003
Цель работы: закрепить и углубить знания, полученные в теоретической части курса, об элементах гармонической цепи, их параметрах, научиться измерять параметры отдельных элементов и параметры последовательных цепей, составленных из этих элементов.
С
хемы
установок:
Измерено:
|
№ |
f, Гц |
Uвх, В |
UR, В |
UL, В |
UC, В |
I, мА |
|
1 |
0,5 |
10 |
3,19 |
|
8,85 |
3,19 |
|
5 |
10 |
9,14 |
|
2,65 |
9,14 |
|
|
2 |
0,5 |
10 |
4,30 |
6,65 |
|
4,30 |
|
5 |
10 |
1,25 |
9,30 |
|
1,25 |
|
|
3 |
0,5 |
10 |
4,08 |
9,56 |
11,50 |
4,08 |
|
5 |
10 |
1,28 |
6,42 |
0,36 |
1,28 |
R=1 кОм
Вычислено:
|
f, Гц |
Z, кОм |
XC, кОм |
XL, кОм |
Y, мСм |
BС, мСм |
BL, мСм |
, град |
|
0,5 |
3,13 |
2,77 |
|
0,32 |
0,28 |
|
-70,15 |
|
5 |
1,09 |
0,29 |
|
0,92 |
0,24 |
|
-16,17 |
|
0,5 |
2,33 |
|
1,7 |
0,43 |
|
0,31 |
40,57 |
|
5 |
8 |
|
7,71 |
0,13 |
|
0,12 |
69,67 |
|
0,5 |
2,45 |
2,82 |
2,34 |
0,41 |
0,47 |
0,39 |
-25,23 |
|
5 |
7,81 |
0,28 |
5,02 |
0,13 |
0,005 |
0,08 |
40,07 |
|
Z, Ом |
Y, мСм |
Р, мВт |
Q, мВАр |
S, мВА |
|
3,13e-j70,15 |
0,32ej70,15 |
10,18 |
28,19 |
31,9 |
|
1,09e-j16,17 |
0,92ej16,17 |
83,54 |
24,23 |
91,4 |
|
2,33ej40.57 |
0,43e-j40,57 |
26,26 |
31,43 |
43 |
|
8ej69.67 |
0,13e-j69,67 |
1,94 |
12,05 |
12,5 |
|
2,45e-j25,23 |
0,41ej25,23 |
23,64 |
-8,00 |
40,8 |
|
7,81ej40,07 |
0,13e-j40,07 |
2,03 |
7,77 |
12,8 |
Формулы для вычисления:
1схема:
,
,
,
,
,
Z=R+jX;
Z=Zej;
Y=YE-j;
,
,
2 схема:
,
,
,
,
,
Z=R+jX;
Z=Zej;
Y=YE-j;
,где
R=R+RK;
Q=I2XL
,
3 схема:
,
,
,
,
,
=arcsin(X/Z);
Z=R+jX;
Z=Zej;
Y=YE-j;
,
где
R=R+RK;
Q=I2X
,
Векторные диаграммы:
1-я схема:
f=0,5 Гц f=5 Гц
UR I
I UR
Ia Iр UC
Ia Iр UВХ
UВХ UC
2-я схема:
f=0,5 Гц f=5 Гц
UВХ UВХ
UL
UL
Iа
Iр Iа Iр
UR I UR I
3-я схема:
f
=0,5
Гц
f=5 Гц
UL
UL UВХ
Ia
Iр
I
UR
UC
UR I
Iр UC
Ia
UВХ
Z
X
Y B
R R
Y B
Z X
Выводы о влиянии частоты на параметры цепи
При увеличении частоты в цепи с емкостным характером: Z, XC, , Q уменьшаются, а Р и S увеличиваются.
При увеличении частоты в цепи с индуктивным характером: Р,Q и S уменьшаются, а Z, XL, увеличиваются.
На R частота никак не влияет.
Ответы на контрольные вопросы
-
R=1/G; XL=1/BL; XC=1/BC.
-
G=1/R; BL=1/XL; BC=1/XC.
XL XC
R R=XL
Zэкв=R+XL+j(XL-XC)
Отсюда, Xэкв=XL-XCXL никак не изменится.
(R+XL)
Gэкв= ---------------------------;
(R+XL)2+(XL-XC)2
XL
BL= --------------------------.
(R+XL)2+(XL-XC)2
4) 
XL XC
R
R=XL
Zэкв=(R+XL/2)+j(XL/2-XC)
Отсюда, Xэкв=XL/2-XCXL увеличиться в 2 раза.
(R+ XL/2)
Gэкв= ---------------------------;
(R+XL/2)2+(XL/2-XC)2
XL/2
BL= -----------------------------.
(R+XL/2)2+(XL/2-XC)2
5) 
XL XC
R
R=XC
Zэкв=(R+XC/2)+j(XL-XC/2)
Отсюда, Xэкв=XL-XC/2XC увеличиться в 2 раза.
(R+ XC/2)
Gэкв= ---------------------------;
(R+XC/2)2+(XL-XC/2)2
XC/2
BC= -----------------------------.
(R+XC/2)2+(XL-XC/2)2
6)
XL XC
R
Треугольник напряжений (действующие значения):
UВХ
ULC
UR
Мы можем измерить вольтметром входное напряжение и, например, напряжение на резисторе, тогда:
cos=UR/UВХ
=arccos(UR/UВХ)
Если же мы измерим напряжение на катушке и конденсаторе, то:
=arcsin (ULC/UВХ)
или
=arctg (ULC/UR).
7)
R XL XC
Треугольник токов (действующие значения):
IBX
ILC
IR
Мы можем измерить амперметром входной ток и, например, ток на резисторе, тогда:
cos=IR/IВХ
=arccos(IR/IВХ)
Если же мы измерим ток на катушке и конденсаторе, то:
=arcsin (ILC/IВХ)
или
=arctg (ILC/IR).