- •Электротехника
- •Содержание
- •Основы электробезопасности
- •Инструктаж на рабочем месте
- •Категорически запрещается !
- •Правила для студентов, работающих в лаборатории
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Электрические измерения и приборы (эип).
- •Измерение параметров электрической цепи.
- •Исследование неразветвленной электрической цепи синусоидального тока с различными видами нагрузки.
- •Исследование разветвлённой электрической цепи синусоидального тока с различными видами нагрузки.
- •Исследовать явление резонанса токов.
- •Исследование электрической цепи постоянного тока с линейными и нелинейными элементами.
- •Исследование трёхфазных цепей при соединении нагрузки по схеме «звезда»
- •Исследование трехфазных цепей при соединении нагрузки по схеме «треугольник»
- •Испытание однофазных трансформаторов
- •Испытание асинхронных двигателей в трёхфазном и однофазном режимах
- •Испытание двигателя постоянного тока параллельного возбуждения
- •Список литературы
Исследование электрической цепи постоянного тока с линейными и нелинейными элементами.
Цель работы
Экспериментальная проверка законов Кирхгофа.
Применение закона Ома и законов Кирхгофа для расчёта разветвлённых электрических цепей постоянного тока.
Снятие вольт-амперных характеристик для линейных и нелинейных
элементов цепи.
Рассчитать баланс мощности.
Краткая теория
Совокупность устройств для получения, передачи, распределения и потребления электрической энергии называется электрической цепью.
Параметры линейных электрических цепей не зависят от тока и напряжения, а параметры нелинейных электрических цепей зависят от тока и напряжения.
Для расчёта нелинейных цепей можно применять графический метод с использованием экспериментальных вольтамперных характеристик элементов цепи, т.е. зависимостей тока в цепи от напряжения на элементах цепи I (U).
Рассмотрим две схемы (рис. 5.1 и 5.2) последовательного и параллельного соединения линейного элемента ─ резистора R и нелинейного элемента ─ полупроводникового диода VD.
Рис. 5.1 Рис. 5.2
При последовательном соединении элементов цепи (рис. 5.1)
определение зависимости тока на входе от значения приложенного напряжения определяем по II закону Кирхгофа суммированием напряжений U=UR+UVD при заданном значении тока IX (рис. 5.3).
При параллельном соединении элементов цепи (рис. 5.2) зависимость тока на входе от значения приложенного напряжения определяем по I закону Кирхгофа суммированием токов I=IR+IVD при заданном значении напряжения UХ (рис.5.4).
Вольтамперные характеристики элементов представлены на рис. 5.3 и рис. 5.4.
Рис. 5.3 Рис. 5.4
Остальные координаты результирующих вольтамперных характеристик цепи можно найти путём изменения значений I и U.
Приборы и лабораторное оборудование
Амперметры, вольтметры постоянного тока.
Нагрузки: лампы накаливания, реостаты, выпрямители.
Источник питания постоянного тока.
Порядок выполнения работы
Ознакомиться с необходимой аппаратурой, приборами и заполнить таблицу 1 (см. правила оформления отчёта).
Исследовать линейную разветвлённую электрическую цепь рис. 5.5.
Рис. 5.5
Произвести измерение напряжений, токов на отдельных участках цепи.
Установить с помощью тумблеров и скользящего контакта реостата Rреос. такие величины токов в цепях, при которых показания приборов будут в пределах шкалы прибора.
Результаты измерений занести в таблицу 5.1. Таблица 5.1
Измерено |
Вычислено |
||||||||
U В |
U1 B |
U2 B |
I1 А |
I2 A |
I3 A |
R1 Ом |
R2 Ом |
R3 Ом |
RЭКВИВ. Ом |
Цена д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание:
Если нет возможности изменять величину входного напряжения, то
величины токов в ветвях схемы рис. 5.5 можно менять, включая различное количество ламп накаливания и изменяя сопротивление Rреос .
Построить в одной координатной системе вольтамперные характеристики I1 (U1), I2 (U2), I3 (U2) для всех нагрузок электрической разветвлённой цепи и, пользуясь ими, построить вольтамперные характеристики
и I1(U). По характеристике I1(U) определить эквивалентное сопротивление всей цепи Rэквив. и сравнить со значением, полученным в таблице 5.1.
Исследовать нелинейную разветвлённую электрическую цепь. В схеме рис. 5.5 реостат R в параллельной ветви заменить полупроводниковым диодом. Параметры диода подобрать такие, чтобы показания амперметра А2 были в пределах шкалы прибора.
Произвести измерения напряжений, токов на отдельных участках цепи, результаты измерений занести в таблицу 5.1.
Аналогично построить в одной координатной системе вольтамперные
характеристики I1 (U1), I2 (U2), I3 (U2) нагрузок и построить вольтамперные характеристики и I1(U). По характеристике I1(U) определить эквивалентное сопротивление всей цепи Rэкв..
Составить и рассчитать уравнение баланса мощности.
Контрольные вопросы
Какое отличие линейной и нелинейной электрических цепей?
Как записать для исследуемых цепей уравнения по закону Ома и законам Кирхгофа?
Представьте вольтамперную характеристику полупроводникового диода.
Лабораторная работа № 6