Задание 2. Линейные цепи с двумя реактивными элементами.
Схема 2-1, последовательное соединение элементов.
Задание.
Рассчитать значения входного тока , а также падения напряжений на элементах
и
напряжения в узлах 
относительно
земли (узел 0).
Построить примерный вид осциллограмм
и
потенциальные диаграммы напряжений
с
указанием входного тока источника
.
Отметим, что напряжение в узле 
равно
ЭДС источника V1.
Напряжение в узле 
и входной ток
=
Расчёты произвести при входном гармоническом сигнале = 2 B, а также частотах
ω=6·104 рад/с; 12·104 рад/с.
Рассчитать значение полной, активной и реактивной мощности потребляемой в данной схеме при указанных частотах. Построить треугольники мощностей.
Примечание:
Это задание выполняется аналогично заданию 1.
Формулы для расчёта токов и напряжений следует вывести самостоятельно (см. лекции и задачи).
Рекомендуемая таблица для записи результатов
Данные |
F, кГц ω, рад/с |
Aejφ φ=0 |
Aejφ1 |
φ1 |
Aejφ1 |
Aejφc |
AejφL |
Aejφ2 |
φ2 |
Расчёт. ω=2πF |
6·104 р/с |
2ej0 |
|
|
|
|
|
|
|
12·104 р/с |
2ej0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Экспер. Вольтметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Экспер. Осциллограф |
|
|
|
- |
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
- |
- |
|
|
С
хема
2-2, параллельное соединение реактивных
элементов (на выбор одну из предложенных
схем)
Задание.
Рассчитать значения входного тока , а также значения токов
в
ветвях с реактивными элементами и
напряжения 
относительно
земли (2-0), а также падение напряжения
на индуктивности 
(на
ёмкости
).
Построить примерный вид осциллограмм
и фазовую диаграмму напряжений
и токов
.
Расчёты произвести при входном
гармоническом сигнале 
=
2 B, а также частотах
ω=6·104 рад/с; 12·104 рад/с. Значение элемента RS=300 Ом.
Рассчитать значение полной, активной и реактивной мощности развиваемой источником при работе на эту схему при указанных частотах. Построить треугольники мощностей.
Примечание:
Это задание выполняется аналогично заданию по схеме 2-1.
Напряжение в узле
равно
эдс источника V1.
Напряжение 
или 
.
Собственным сопротивлением индуктивности
пренебрегаем.Формулы для расчёта токов и напряжений следует вывести самостоятельно (см. лекции и задачи).
Рекомендуемая таблица для записи результатов
Данные |
F, кГц ω, рад/с |
|
Aejφ1 |
φ1 |
Aejφ2 |
φ2 |
Aejφ3 |
φ3 |
Aejφ4 |
φ4 |
Aejφ5 |
φ5 |
Расчёт. F=ω/2π |
6·104 р/с |
2ej0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12·104 р/с |
2ej0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Экспер. вольтметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Экспер. осциллограф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Схема 2-3. Метод эквивалентного источника.
Выделим ветвь с индуктивностью между узлами 2,3 и определим в ней ток методом эквивалентного источника. Внутренним сопротивлением катушки индуктивности пренебрежём.
Для этого проведём с оставшейся частью
схемы опыт холостого хода (измерение
)
и короткого замыкания (измерение 
).
После этого заменим её схемой
эквивалентного источника в составе
источника ЭДС с V1 =
и внутреннего сопротивления с Z=
/
Для определения искомого тока нужно будет решить уравнение, составленное по 2 закону Кирхгофа для одноконтурной цепи.
О
пыт
холостого хода
Опыт короткого замыкания
Задание.
Рассчитать значения
и
в приведённых схемах опытов холостого
хода и короткого замыкания. За начальную
фазу принимать фазу источника питания.
Определить ток
в
катушке индуктивности.
Расчёты произвести при входном гармоническом сигнале V1= 2 B, а также частотах
ω=6·104 рад/с; 12·104 рад/с.
Примечание:
Это задание выполняется аналогично заданию по схеме 2-1.
Рекомендуемая таблица
|
рад/с |
V1 |
Aejφ |
φ1 |
Aejφ |
φ2 |
Z Aejφ |
φ3 |
Aejφ |
φ4 |
||||
расч |
эксп |
|
расч |
эксп |
|
расч |
эксп |
|
расч |
эксп |
|
|||
ω |
6·104 |
2е0´ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12·104 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||