Завьялов лабы / ТОЭ лаб 6

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ТОЭ

отчет

по лабораторной работе № 6 по дисциплине

«Теоретические основы электротехники»

Тема: Исследование установившегося синусоидального

режима в простых цепях

Студент гр. 6307		Зимаков Н.С.
Преподаватель		Завьялов А.Е.

Санкт-Петербург

2018

Цель работы

Практическое ознакомление с синусоидальными режимами в простых -, - и -цепях

Экспериментальные результаты

1. Исследование установившегося синусоидального режима в - и -цепях

Рис. 1. RC- цепь Рис. 2. RL- цепь

Реальные значения:

Таблица 1

Устанавливают			Измеряют
, кГц	, В	, мА		, В	, В	, В	,°
7,5	2	2,95		0,65	1,89	-	-62,4
15	2	5,51		1,16	1,58	-	-51,4
7,5	2	4,81		1,00	-	1,68	61,7
3,75	2	7,25		1,49	-	1,19	48,0

По следующим формулам рассчитаем на основе экспериментальных данных C, L, R и °, полученные данные занесем в таблицу, также построим ВД.

Вычисляют
R,Ом	C,мкФ	L,мГн
220	33	-	-71,02
210	37	-	-53,71
208	-	7,4	59,24
206	-	7,0	38,61

U₀ находим по следующим формулам:

- цепь

- цепь - цепь

RL- цепь

- цепь - цепь

2. Исследование установившегося синусоидального режима в -цепях

Рис. 3. RLC- цепь

Устанавливают		Измеряют						Вычисляют
, кГц	, В	, мА	, В	, В	, В	,°
9	2	8,23	0,72	3,75	3,77	0	1,59
18	2	2,72	0,55	0,62	2,52	72,0	73,86
4,5	2	2,19	0,45	2,37	0,41	-79,2	-77,06

Построим векторную диаграмму RLC- контура

Получившиеся углы близки к измеренным

1,98

- цепь - цепь

Ответы на вопросы

1. Почему ?

Потому что ток емкостного элемента опережает напряжение и общее напряжение вычисляется по формуле:

2. Почему с ростом частоты значения и увеличились, а и уменьшились? Изменились ли ?

Потому что обратно пропорционально частоте, поэтому при увелечении частоты уменьшается , что ведёт к уменьшению и увелечению , ток увеличивается и уменьшается угол опережения напряжения. и – константы.

3. Почему ?

Потому что ток индуктивного элемента отстаёт напряжение и общее напряжение вычисляется по формуле:

4. Почему с уменьшением частоты значения и увеличились, а и уменьшились? Изменились ли ?

Потому что прямо пропорционально частоте, поэтому при уменьшении частоты уменьшается , что ведёт к уменьшению и увелечению , ток увеличивается и уменьшается угол отставания от напряжения. и – константы.

5. Почему ?

Потому что ток индуктивного элемента отстаёт напряжение, а ток и емкостного элемента опережает напряжение и общее напряжение вычисляется по формуле:

6. Как изменятся , , ,, при изменении частоты ? Изменились ли ?

При увеличении частоты емкостное сопротивление уменьшилось, а индуктивное — увеличилось (при уменьшении частоты наоборот). Общее сопротивление в любом случае возросло, потому что раньше частота была резонансной и разность индуктивного и емкостного сопротивлений была равна 0, а теперь перестала (по этой же причине стал отличен от 0 (возрос) || — появилась реактивная составляющая сопротивления, а, следовательно, и напряжения). Значит, уменьшился ток и, соответственно, напряжение на R, L и C (в последних двух случаях потому, что если на одном элементе сопротивление растет, то на другом падает (т.е. падает напряжение) и, чтобы при общем токе сильнее уменьшить разность их напряжений (а, следовательно, и ток, и сохранить входное напряжение при растущем сопротвлении), на другом напряжение тоже падает, но гораздо менее значительно). Величины R, L, и C никогда не менялись — это физические характеристики элемента цепи.

Выводы

В ходе выполнения лабораторной работы мы ознакомились с синусоидальными режимами в простых RL, RC и RLC цепях. Также при исследовании RL и RC цепей мы определили емкость, индуктивность и сопротивление R цепей, они практически равны при проведении экспериментов с разной частотой, то же мы можем сказать о угле сдвига фаз напряжения и тока φ_о.

При исследовании RLC- цепи мы практически определили углы сдвига фаз напряжений и токов φ_о для частот 9, 18 и 4,5 кГц. Они оказались приблизительно равны углам, полученным экспериментально.