3. Домашнее задание

1. Найти методом контурных токов токи всех ветвей и напряжения на элементах цепи (рис. 3), указанных преподавателем. Анализ провести на компьютере в среде MathCAD. Значения компонентов цепи взять у лаборанта. Принять амплитудные значения Em1 = Em2 = 10 В. Расчет провести для двух частот f1 = 300 Гц и f2 = 2000 Гц.

2. Результаты занести в таблицу 2 и построить векторную диаграмму цепи.

Табл. 2

Часто-та, Гц

I1

I1

I2

I2

I3

I3

UR1

UR1

UR2

UR2

UR3

UR3

300

2000

Рис. 3

4. Приборы и оборудование

Экспериментальная установка состоит из стенда «Простые и сложные цепи», генератора низкой частоты с парафазным выходом, фазометра (измерителя разности фаз) и вольтметра действующих значений.

Токи в ветвях измеряются посредством измерения падения напряжения на резисторах R1, R2, R3. Все комплексные напряжения измеряются измерительной системой ИС, состоящей из вольтметра и фазометра.

Парафазный выход генератора образован встроенным трансформатором с симметричной выходной обмоткой, при этом общая точка обмоток соединена с общим проводом, а напряжения на разных выходах равны, но противофазны. Внутреннее сопротивление установить 50 Ом. При этом внутреннее сопротивление много меньше сопротивления нагрузки и источник можно считать источником ЭДС.

5. Порядок выполнения работы

1. Собрать схему (рис. 4).

2. Используя омметр, выставить величину переменного резистора R₃, указанную преподавателем.

3. Измерить напряжения и фазы во всех контрольных точках цепи

( КТ0…КТ5) на двух частотах. Значения занести в таблицу 3:

Рис. 4

Табл. 3

f, Гц	KT№	0	1	2	3	4	5
300	UKT
	KT

Следует помнить, что вольтметр измерительной системы измеряет действующие значения напряжений.

5.4. Измеренные значения амплитуды и фазы занести в рабочее поле MathCAD. Найти комплексные напряжения в контрольных точках и напряжения на выбранных в элементах цепи. Пример расчета:

Обратите внимание, что при теоретическом анализе цепи и в эксперименте мы приняли направление вектора E1 совпадающим с действительной осью комплексной плоскости, т .е. фаза E1 принята равной нулю. Поэтому фаза нулевой (заземленной) точки должна быть принята равной . Для учета этого обстоятельства к найденной экспериментально фазе напряжения _UR3 нужно добавить .

5.5. Найти токи ветвей по напряжениям на сопротивлениях R1, R2, R3. Сравнить эксперимент с теорией, значения и отклонения занести в таблицу 4.

Табл. 4

f, Гц

Пара-метр

I1

I1

I2

I2

I3

I3

UR1

UR1

UR2

UR2

UR3

UR3

300

Теор.

Эксп.



5.6. Проверить выполнимость принципа суперпозиции, для чего:

1. собрать схему:

Рис. 5

2. измерить напряжение UR31, φUR31 (E₁ = 10 В);

3. собрать схему:

4. измерить напряжение UR32, φUR32 (E₂ = 10 В);

5. данные занести в рабочее поле MathCAD, аналогично п. 5.3.;

6. сложить комплексные значения напряжений kUR₃₁ и kUR₃₂ и сравнить с данными в таблице 4.