Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Южно-Уральский Государственный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

2курсТОЭ / Лаб_20emf

.pdf

Скачиваний:

134

Добавлен:

16.03.2016

Размер:

1.44 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 146 7 8 9 10 11 12 13 14 > Следующая >>>

3. Содержание отчета

1.Нарисовать схему замещения исследуемой электрической цепи, указать величины параметров Rк, L, C и частоты f.

2.По данным табл. 1П протокола рассчитать резонансные характеристики:

UR (С) = RкI (С); UL (С) = (Uк (С))2 −(UR (С))2 ; S (С)=UI (С) и

Q(С)= S (С)sin (ϕ). Результаты расчета записать в таблице.

3.По данным п. 2 построить зависимости U R (C) , U L (C) , UC (C) Зависимости рекомендуется строить на одном рисунке. По графикам определить добротность Q контура. Сравнить ее со значением, рассчитанным по параметрам цепи.

4.По данным п. 2 построить зависимости P(C) , Q(C) и S(C) . Зависимости

рекомендуется строить на одном рисунке. На этом же рисунке показать график зависимости от емкости сдвига по фазе ϕ(С) между напряжением и током.

5.Построить в масштабах векторные диаграммы тока и напряжений при резонансной емкости и емкостях 10 мкФ и 47 мкФ.

Отчет по лабораторной работе № 7 «Резонансные характеристики цепи

с последовательно соединенными элементами R, L, C»

Схема электрическая цепи представлена на рис. 1.

	i	A	Rк		L
		A	ϕ
u	V			uк	uC
u	V				uC	C
						C
			Рис. 1
Из протокола измерений:
напряжение U =			В;
частота f	=	Гц;
индуктивность L =			мГн;
активное сопротивление катушки Rк =				Ом;
емкость C0 =		мкФ.

Экспериментальные данные из протокола измерений представлены в табл. 1.

Таблица 1

С,	I ,	Uк,	UC,	ϕ,	Р,	UR,	UL,	Q,	S,
мкФ	мA	B	B	град	Вт	B	B	ВА	ВА
3,3

4,7
6,8

10
22
33
47
56
68
82

C0

Расчет резонансных характеристик

Напряжения на активном и реактивном сопротивлении катушки соответ-

ственно	равны: UR (С) = RкI (С) и UL (С) =	(Uк (С))2 −(UR (С))2 . Реак-
тивная	и полная мощности определяются,	как Q(С)= S (С)sin (ϕ) и

S (С)=UI (С). Результаты расчета этих зависимостей внесены в табл. 1. По данным табл. 1 на рис. 1 построены экспериментальные Uк (С),

UC (С) и расчетные UR (С) , UL (С) резонансные характеристики.

В U
9
8
7
6
5
4
3
2
1									С
00									С
00	10	20	30	40	50	60	70	80	мкФ

Рис. 1

Из графиков рис. 1 добротность Q =	UL0	=	UC 0	=	=	.
Из графиков рис. 1 добротность Q =	U	=	U	=	=	.
	U		U		L C0
Добротность, рассчитанная через параметры цепи: Q =					L C0	=	=	.
Добротность, рассчитанная через параметры цепи: Q =					R	=	=	.
					R
					к

На рис. 2 построены зависимости P(С), Q(С), S (С), ϕ(С).

градϕ

Рис. 2

Построение векторных диаграмм
По данным табл. 1 на рис. 3 для емкостей С1 = 10 мкФ, С0 =	мкФ и

С3 = 47 мкФ построены векторные диаграммы тока и напряжения цепи в мас-

штабах: mU = В/ см, mI =

мА/ см.

С1 = 10 мкФ

С0 =

мкФ

С3 = 47 мкФ

Рис. 3

Работу выполнил: ____________________________________

Работу принял: ______________________________________

Лабораторная работа № 8 Исследование режима резонанса при параллельном соединении катушки индуктивности и конденсатора

Целью работы является исследование резонансных явлений и частотных характеристик электрической цепи, содержащей элементы R, L, C.

1. Общие сведения

В лабораторной работе исследуются резонансные явления в цепи со схемой замещения рис. 8.1. Резонанс достигается изменением частоты ω= 2πf

синусоидального напряжения u =Um sin ωt .

Комплексная проводимость цепи

ωL −ωC (Rк2 +(ωL)2 )

Y =

= G − jB .

Rк + jωL

+ jωC = R2 +(ωL)2 − j

R2 +(ωL)2

На частоте резонанса ω0

эквивалентная реак-

тивная проводимость цепи В0 = 0. Получаем:

iRL

L −C (Rк2 +(ω0 L)2 )= 0 или (ω0 L)2

= ρ2 − Rк2 ,

гдеρ =

L C – волновое сопротивление контура.

Тогда резонансная частота

Rк

ω =

− Rк

или

− Rк

ρ2

2π

ρ2

При резонансе комплексная проводимость

Рис. 8.1

Rк

=Y0

= G0 =

Реактивное сопротивление

ω0 L =

− Rк , то-

+(ω L)2

ρ2 ).

гда Y0 =G0 = Rк

ρ2 . Ток при резонансеI0 =UG0 =U (Rк

Реактивные проводимости катушки B

ρ2 − R2

ρ2 и конденсатора

RL0

= ω C =

ρ2

− R2 ρ2

равны.

Реактивные составляющие токов в ветвях

C 0

катушки и конденсатора: UB

=UB

ρ2 − R2 ρ2 .

RL0

C 0

При выполнении условия

ρ > Rк

реактивные токи могут существенно

превышать ток I0 =UG0 и в цепи возникает резонанс токов.

Добротность контура Q =

C 0

ρ2 − Rк2

Зависимости проводимостей G( f ) ,

B( f ) , GRL ( f ) , BRL ( f ) ,

Y ( f ) = (G( f ))2 +(B( f ))2 ,		Y ( f ) =	(G ( f ))2	+(B ( f ))2	,
		RL	RL	RL
YC ( f )= BC ( f );	угла сдвига фаз	ϕ( f ) = arctg (B( f )		G( f )) называются
частотными характеристиками цепи.			значений токов I ( f ) ,		IRL ( f ),
Зависимости	от частоты действующих

IC ( f ) их активных и реактивных составляющих называют резонансными ха-

рактеристиками.

2. Содержание и порядок выполнения работы

В лабораторной работе используют: источник синусоидального напряжения из модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР; измерительные приборы из блоков ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ и МОДУЛЬ МУЛЬТИМЕТРОВ.

Частоту f0 и параметры пассивных элементов задает преподаватель. Рекомендуемые значения представлены в табл. 8.1.

							Таблица 8.1
L,	C,	L,	C,	L,	C,	L,		C,
мГн	мкФ	мГн	мкФ	мГн	мкФ	мГн		мкФ
90	3,3	70	4,7	50	6,8	30		10

80		60		40		20
80		60		40		20

•Собрать электрическую цепь по схеме, приведенной на рис. 1П. Тумблер SA2 модуля ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ установить в положение I2.

•Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.

•Заданные преподавателем величины пассивных элементов установить в блоке МОДУЛЬ РЕАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ и записать в протокол измерений.

•Выполнить предварительные расчеты, указанные в протоколе измерений.

•Включить автоматический выключатель QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ и

тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР. Переключатель

Форма установить в положение . Регулятором Амплитуда установить

величину действующего значения напряжения U = 5–7 В. Убедиться, что на частотах 0,2 f0 и 2 f0 токовая защита модуля не срабатывает. Действующее значение напряжения U поддерживать постоянным во всех опытах.

•Экспериментально определить частоту f0 (ϕ0 = 0).

•Выполнить измерения для указанных в табл. 1П протокола относительных частот ν = f f0 ( f0 – частота резонанса в эксперименте). Для измерения

действующих значений токов iRL и iС использовать мультиметры в режиме измерения переменного тока ( RA =7,5 Ом).

•Протокол измерений утвердить у преподавателя.

•Выключить тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР и ав-

томатический выключатель QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ.

Протокол измерений к лабораторной работе № 8

«Исследование режима резонанса при параллельном соединении катушки индуктивности и конденсатора»

Схема исследуемой электрической цепи представлена на рис. 1П.

iRL	iC
L, Rк	C
L, Rк
u

							Рис. 1П
		Параметры цепи: L =					мГн; Rк = Ом; С =		мкФ; RA =7,5 Ом.
		Предварительные расчеты
		При расчете внутренним сопротивлением RA мультиметра РР2 можно
пренебречь, так как в диапазоне частот 0,2 f0 <f < 2 f0									выполняется неравен-
ство XC >> RA .
Волновое сопротивление контура
ρ =			L C =		=		Ом.
Резонансная частота
f		=	1	1−	(Rк + RA )2
	0				ρ2		=	=	Гц.
			2π LC				=	=	Гц.
			2π LC
Резонансный ток
I ( f0 )= I0 =U				Rк + RA		=	=	А.
I ( f0 )= I0 =U						=	=	А.
					ρ2
f0		Экспериментальные данные представлены в табл. 1П при U =								В,
f0		=	Гц.

						Таблица 1П
f, Гц	ν =	f	I ,мА	IRL , мA	IC , мA	ϕ, град
f, Гц	ν =	f0	I ,мА	IRL , мA	IC , мA	ϕ, град
		f0
	0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,1

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

Работу выполнили: _____________________________________

Работу проверил: ______________________________________

3. Содержание отчета

1.Нарисовать схему замещения исследуемой электрической цепи, указать

величины параметров Rк, L, C. Записать рассчитанные в протоколе измерений значения резонансной частоты f0 , волнового сопротивления ρ, добротности Q и величину резонансного тока I0 .

2.По данным табл. 1П протокола измерений рассчитать в относительных

единицах частоты ν = f f0

характеристики

IG (ν) = I (ν)cosϕ,

IB (ν) = I (ν)sin ϕ. Результаты расчета записать в таблицу.

3.По данным п. 2 построить зависимости от относительной частоты ν экспериментальных значений токов в ветвях и расчетных значений активной и реактивной составляющих тока. Зависимости строить на одном рисунке.

4.По графикам п. 3 определить добротность Q контура. Сравнить ее со значением, рассчитанным по параметрам цепи.

5.По данным п. 1 построить в масштабах векторные диаграммы тока и напряжений при резонансной частоте.

Отчет по лабораторной работе № 8 «Исследование режима резонанса при параллельном соединении

катушки индуктивности и конденсатора»

Схема замещения электрическая цепи представлена на рис. 1. i

	iRL	iC
	L	C
	u	C
	u

Rк + RA

	Рис. 1
Параметры цепи: L =	мГн; Rк	=	Ом; С =	мкФ; RA =7,5 Ом.
Из протокола измерений: ρ =		Ом,	f0 =	Гц, U =	В.

Экспериментальные данные из протокола измерений представлены в табл. 1. Таблица 1

ν =		f	I , мA	IRL , мA	IC , мA	ϕ, град	IG , мА	IB , мА
ν =	f0		I , мA	IRL , мA	IC , мA	ϕ, град	IG , мА	IB , мА
	f0
0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,1

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

Расчет частотных характеристик

Результаты расчета	активной IG (ν) = I (ν)cosϕ и реактивной
IB (ν) = I (ν)sin ϕ составляющих тока внесены в табл. 1.
По данным табл. 1 на рис. 2 построены экспериментальные I (ν), IRL (ν)
IC (ν) и расчетные IG (ν),	IB (ν)	частотные характеристики.

Рис. 2

Расчетная добротность контура: Q =				ρ2 −(Rк + RA )2		= .
					=

	IC (ν0 )			Rк + RA
По данным табл. 1: Q =		=	=	.
	IG (ν0 )

Построение векторной диаграммы

По данным табл. 1 на рис. 3 построены векторные диаграммы тока и напряжения цепи для резонанса в масштабах:

mU = В/ см, mI = мА/ см.

Рис. 3

Работу выполнил: ___________________________________

Работу принял: _____________________________________

Лабораторная работа № 9 Трехфазная цепь, соединенная звездой

Целью работы является экспериментальное исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении нагрузки звездой.

1. Общие сведения

Трехфазной цепью называется совокупность трех электрических цепей (фаз), в которых действует система трех синусоидальные э. д. с. одной и той же частоты, сдвинутых по фазе на определенный угол и создаваемых общим источником электрической энергии.

Фазы трехфазной цепи обозначаются буквами А, В, С. Если три э. д. с. eA , eB и eC равны по амплитуде и сдвинуты по фазе одна относительно другой на угол 2π3, то такую систему называют симметричной трехфазной системой.

Э. д. с. eA = Em sin (ωt), eB = Em sin (ωt −2π3) и eC = Em sin (ωt +2π3) об-

разуют симметричную трехфазную систему прямой последовательности. Фазы трехфазной цепи всегда соединены (связаны). Основными видами

связи являются соединения звездой и треугольником.

На рис. 9.1 показан способ соединения фаз трехфазного источника звездой. Напряжения U AN , U BN , UCN называются фазными, напряжения U AB ,

UBC , UCA – линейными. В симметричном источнике U AN =UBN =UCN =UФ ,

U AB =UBC =UCA =UЛ , причем UЛ = 3UФ .

На рис. 9.1 нагрузка также соединена звездой. Напряжения Uan , Ubn , Ucn называются фазными, напряжения Uab , Ubc , Uca – линейными. При соединении в звезду токи IA , IB , IC являются и фазными и линейными одновременно.

C (c)

UnN

= 0

U AB

Uan

A (a)

(0) N

IB b

n (0′)

UBC

Ubn

B (b)

Ucn

IN = 0

Рис. 9.1

Рис. 9.2

На рис. 9.2 показана топографическая диаграмма напряжений и векторная диаграмма токов для случая симметричной трехфазной цепи

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 146 7 8 9 10 11 12 13 14 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке 2курсТОЭ

#
16.03.2016360 Кб44КР_1С.pdf
#
16.03.20161.44 Mб134Лаб_20emf.pdf
#
16.03.2016445.73 Кб42Пост_Ток.pdf
#
16.03.2016196.43 Кб38Сем.задание_2.pdf
#
16.03.20161.63 Mб44Сем_Задание1.doc
#
16.03.2016780.9 Кб39СинТок.pdf