Расчет сопротивлений

Значения сопротивлений, при разном подаваемом напряжении, лампы накаливания:

R=U/I=0,6/0,01=60 Ом

R=U/I=2,4/0,04=60 Ом

R=U/I=4,2/0,06=70 Ом

R=U/I=8,4/0,1=84 Ом

R=U/I=10,8/0,12=90 Ом

R=U/I=16,2/0,15=108 Ом

Значения сопротивлений, при разном подаваемом напряжении, стабилитрона:

R=U/I=10,2/0,02=510 Ом

R=U/I=10,8/0,18=60 Ом

R=U/I=11,4/0,5=22,8 Ом

R=U/I=12/0,7=17,4 Ом

R=U/I=12,6/0,96=13,1 Ом

На графике (рис.1.2) представлена В.А.х. лампы накаливания и стабилитрона, рассчитана графически В.А.х. цепи с параллельным и последовательным соединением лампы накаливания и стабилитрона, где:

1- лампа накаливания

2-стабилитрон

3-последовательное соединение лампы накаливания и стабилитрона

4-параллельное соединение лампы накаливания и стабилитрона

Дифференциальное сопротивление для линейной части В.А.х. лампы накаливания (отрезок ab на рисунке 1.2):

Определим также, с помощью дифференциального сопротивления Rd и фиктивной э.д.с. E определяемой отрезком на оси напряжений, отсекаемым касательной к линейной части В.А.х., функцию зависимости напряжения от тока и тока от напряжения:

На рисунке 1.4 представлена зависимость U₂=f(U₁) для стабилизатора напряжения. На графике видно, что режим стабилизации начинается, при напряжении 12,6 В. Найдем для рабочего диапазона напряжений (отрезок 12,6 В - 19,8 В) стабилизатора коэффициент стабилизации K:

Вывод: Ознакомились с особенностями нелинейных цепей постоянного тока, характеристиками нелинейных элементов, научились экспериментальным путём определять эти характеристики и с их помощью анализировать простейшие устройства с нелинейным элементом.

Работа №3 неразветвленная электрическая цепь переменного тока

Цель работы: Исследовать влияние параметров неразветвленной цепи на амплитудно-фазовые соотношения между напряжениями на её участках. Ознакомиться с экспериментальными методами определения параметров пассивных приёмников. Исследовать влияние резонанса напряжений.

Рисунок 1 – Схема электрической цепи

Опыты

Включены потребители

Измерено

Вычислено

U

I

P

U1

U2

U3

Для всей цепи

Для катушки

Для конденсатора

Z

R

X

Cosφ

φ0

Zk

Rk

XL

L

Cos φ

φk

XC

C

R2

В

А

Вт

В

В

В

Ом

Ом

Ом

-

град

Ом

Ом

Ом

Гн

-

град

Ом

мкФ

Ом

1

Катушка без сердечника и резистор

.

-

-

2

Катушка с сердечником и резистор

3

Конденсатор и резистор

4

Катушка и конденсатор

XL=XC

-

5

XL>XC

-

6

XL<XC

-

Таблица 1.1 – Результаты измерений и расчетов

Параметры всей цепи:

Z=U/I,

R=R_k+R₂=P/I²,

сosφ=P/(U∙I),

X= (Z²-R²)^1/2,

где Z – полное сопротивление; U – приложенное напряжение; I – ток в цепи; R_k – активное сопротивление катушки; R – активное сопротивление всей цепи; Р – мощность, потребляемая цепью; Х – реактивное сопротивление всей цепи.

Параметры катушки, батареи конденсаторов и резистора:

Z_k=U₁/I,

R₂=U₂/I

R_k=R₀-R₂,

сosφ_k=R_k/Z,

X_L=(Z_k²-R_k²)^1/2,

L=X_L/6.28∙f

где Z_k – полное сопротивление катушки; U₁ – напряжение на катушке; I – ток в цепи; R₂ – общее сопротивление резисторов; R₀ – активное сопротивление всей цепи; R_k – активное сопротивление катушки; Х_L – реактивное сопротивление катушки; L – индуктивность катушки.

Z_C=X_C=U₃/I,

C=1/6.28∙f∙X_C

где U₃ – напряжение на конденсаторе; X_C – реактивное сопротивление конденсатора; C – ёмкость конденсатора.

Пример расчета при резонансе напряжений:

Z=20/0.5=40;

R=10/0.5²=40;

X= (40²-40²)^1/2 = 0;

cosφ = 10/(20*0.5) = 1;

φ = arccos1 = 0;

Z_k=82/0.5=164;

R=R_k=20/0.5=40;

сosφ_k= 40/164=0.24;

X_L=(164²-40²)^1/2=159;

L=159/6.28∙50=0.5;

X_C=80/0.5=160;

C=1/6.28∙50∙160=20

Вывод: Исследовали влияние параметров неразветвлённой цепи на амплитудно-фазовые соотношение между напряжениями на её участках. Ознакомились с экспериментальными методами определения параметров пассивных приёмников. Исследовали явление резонанса напряжений.