ТОЭ / mu_141_1-11_2002
.pdf
71
2. Разложить несинусоидальное периодическое напряжение источника u(ω t) в ряд Фурье, выполнив расчет для трех гармоник – основной и двух высших. Вычислить действующее значение входного напряжения. Результаты расчета занести в табл. 11.2.
Таблица 11.2. Амплитудные значения различных гармоник входного напряжения и действующие значения напряжения и токов в схеме рис. 11.3.
Исследуемые |
U1m, |
U3m, |
U5m, |
U, |
I1, |
I2, |
I3, |
Ur1, |
величины |
В |
В |
В |
В |
мА |
мА |
мА |
В |
Расчет |
|
|
|
|
|
|
|
|
Эксперимент |
- |
- |
- |
|
|
|
|
|
|
к осциллографу |
|
i1 |
r1 |
i3 |
|
r2 |
i2 |
u |
|
С |
|
L |
|
|
|
|
Рис. 11.3. Электрическая цепь для исследований
3.Для электрической цепи рис. 11.3 при напряжении источника u(ω t) частоты f=1кГц рассчитать мгновенные и действующие значения токов в ветвях и напряжения на резисторе в неразветвленной части цепи. Результаты расчета занести в табл. 2.
4.Построить график мгновенного
напряжения ur1(ω t) на зажимах резистора в неразветвленной части цепи.
Порядок выполнения работы
1. Собрать схему рис. 11.3 с параметрами элементов, указанными в табл.11.1. Максимальное напряжение источника Um и его частоту f=1 кГц установить по изображению u(ω t) на экране осциллографа. Предусмотреть в схеме перемычки для измерения токов в ветвях.
2. С помощью комбинированного прибора измерить действующие значения токов в ветвях, напряжения источника и напряжения на резисторе r1. Результаты измерений занести в табл.11.2. Сопоставить результаты расчета и эксперимента и сделать выводы.
3. Подключить осциллограф параллельно резистору r1 и снять с экрана кривую ur1(ω t). С учетом масштабов осциллографа и известного соотношения ur1=i1 ·r1 выполнить графоаналитическим методом разложение графика i1(ω t) в ряд Фурье, определив первые три гармоники. Сопоставить полученные результаты с расчетом мгновенного тока i1(ω t), выполненным согласно п. 3 подготовки к работе.
4. Индуктивный элемент L (табл.11.1) включить последовательно с резистивным сопротивлением r=10 Ом (регулируемое сопротивление R4 блока резисторов стенда) и при том же источнике питания (f=1 кГц, Um – согласно табл.11.1) снять с экрана осциллографа график напряжения на резисторе,
72
который по форме соответствует графику кривой тока цепи. Сравнить форму кривых напряжения источника питания и тока.
5.Емкостный элемент С (табл.11.1) включить последовательно с резистивным сопротивлением r=10 Ом и при том же источнике питания снять
сэкрана осциллографа график напряжения на резисторе, который пропорционален току. Сравнить формы кривых напряжения источника питания и тока.
6.По результатам исследований п. 4 и 5 сделать выводы о влиянии индуктивности и емкости на форму кривой тока в этих элементах.
Вопросы для самоконтроля
1.В чем сущность и каковы особенности методики расчета линейных электрических цепей при несинусоидальных напряжениях?
2.Каков гармонический состав напряжения источника треугольной (прямоугольной) формы?
3.Как изменяются индуктивное и емкостное сопротивления приемников для токов различных гармоник?
4.Чему равны действующие значения несинусоидальных напряжений и
токов?
5.Какие значения несинусоидальных функций измеряют приборы различных систем?
6.В каких случаях применяют графоаналитический метод разложения несинусоидальных периодических функций в ряд Фурье и каковы его особенности?
7.Какое влияние оказывают индуктивность и емкость цепи на форму кривой тока при сопоставлении ее с формой несинусоидального напряжения источника?
8.Назовите известные устройства, содержащие несинусоидальные напряжения и токи.
ЛИТЕРАТУРА
1.Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов П.В. Основы теории цепей. – М.: Энергия, 1984. – 752 с.
2.Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. – М.: Высш. шк.,
1984. – 558 с.
3. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. В 3 ч.– М.: Энергия, 1978. – Ч.1. Линейные электрические цепи. - 792 с.