Лабораторная работа №9
.docСанкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет
СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
Кафедра ТОЭ
Лабораторная работа №9
Исследование индуктивно-связанных цепей
Выполнил: Красовский Р.А.,
Антонов В.В.
гр.3322
Проверил: Морозов Д.А.
Цель работы: экспериментальное определение параметров двух индуктивно-связанных катушек и проверка основных соотношений индуктивно-связанных цепей при различных соединениях катушек.
1)Определение индуктивностей катушек, взаимной индуктивности и коэффициента связи: при частоте f=1кГц и напряжении ГС U=2B:
Номер катушки |
Наблюдают |
Вычисляют |
|||||
U1 , B |
U2 , B |
I, мА |
х, Ом |
L, Гн |
|xм| , Ом |
|M|, Гн |
|
1 |
2 |
1.47 |
14.01 |
142.8 |
0.023 |
104.93 |
0.02 |
2 |
0.72 |
2 |
7.16 |
101 |
0.016 |
279.32 |
0.05 |
Вычисления проводим по формулам:
2)Исследование последовательного соединения индуктивно-связанных катушек при частоте f=1кГц и напряжении ГС U=2B:
Включение |
Наблюдают |
Вычисляют |
||||||
U, B |
U1 , B |
U2 , B |
I, мА |
I, мА |
U1 , B |
U2 , B |
Lэ , Гн |
|
согласное |
2 |
0,77 |
1,23 |
3,26 |
2.89 |
0.72 |
1.34 |
0.11 |
встречное |
2 |
0,42 |
1,60 |
11,31 |
31.8 |
3.36 |
2.74 |
-0.01 |
Вычисления проводим по формулам:
=0.035
При согласном включении:
При встречном включении:
3)Исследование параллельного соединения индуктивно-связанных катушек при частоте f=1кГц и напряжении ГС U=1B:
Включение |
Наблюдают |
Вычисляют |
||
U, В |
I, мА |
I, мА |
Lэ , Гн |
|
согласное |
1 |
6.76 |
2.89 |
0.055 |
встречное |
1 |
30.4 |
31.84 |
-0.005 |
4)Исследование АЧХ функции передачи трансформатора по напряжению:
f, кГц |
Нагрузка |
Нагрузка |
||||||
U1 , В |
U2 , В |
U1 , В |
U2 , В |
|||||
опыт |
расчет |
опыт |
расчет |
|||||
0.1 |
1 |
0.72 |
0.72 |
1.48 |
1 |
0.82 |
0.82 |
1.53 |
0.2 |
1 |
0.7 |
0.7 |
1.38 |
1 |
0.84 |
0.84 |
1.52 |
0.3 |
1 |
0.64 |
0.64 |
1.23 |
1 |
0.82 |
0.82 |
1.518 |
0.4 |
1 |
0.58 |
0.58 |
1.11 |
1 |
0.81 |
0.81 |
1.515 |
0.5 |
1 |
0.54 |
0.54 |
0.99 |
1 |
0.8 |
0.8 |
1.511 |
0.6 |
1 |
0.5 |
0.5 |
0.88 |
1 |
0.77 |
0.77 |
1.507 |
0.7 |
1 |
0.46 |
0.46 |
0.79 |
1 |
0.78 |
0.78 |
1.502 |
0.8 |
1 |
0.42 |
0.42 |
0.72 |
1 |
0.79 |
0.79 |
1.496 |
0.9 |
1 |
0.38 |
0.38 |
0.65 |
1 |
0.75 |
0.75 |
1.489 |
1 |
1 |
0.36 |
0.36 |
0.59 |
1 |
0.74 |
0.74 |
1.482 |
2 |
1 |
0.22 |
0.22 |
0.32 |
1 |
0.71 |
0.71 |
1.378 |
3 |
1 |
0.14 |
0.14 |
0.22 |
1 |
0.66 |
0.66 |
1.245 |
4 |
1 |
0.12 |
0.12 |
0.16 |
1 |
0.57 |
0.57 |
1.111 |
5 |
1 |
0.09 |
0.09 |
0.13 |
1 |
0.5 |
0.5 |
0.989 |
6 |
1 |
0.08 |
0.08 |
0.11 |
1 |
0.44 |
0.44 |
0.883 |
7 |
1 |
0.04 |
0.04 |
0.09 |
1 |
0.38 |
0.38 |
0.793 |
8 |
1 |
0.06 |
0.06 |
0.08 |
1 |
0.33 |
0.33 |
0.717 |
9 |
1 |
0.05 |
0.05 |
0.07 |
1 |
0.3 |
0.3 |
0.653 |
10 |
1 |
0.04 |
0.04 |
0.06 |
1 |
0.26 |
0.26 |
0.598 |
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1)Как установить правильность выполнения проведенных исследований?
При определении индуктивностей катушек, взаимной индуктивности и коэффициента связи правильность исследования проверяется путем вычисления xM; при исследовании последовательного соединения – с помощью уравнений Кирхгофа.
2)Как практически разметить однополярные выводы двух индуктивно-связанных катушек?
Для согласного включения ток должен быть направлен симметрично с однополярными выводами, для встречного – не симметрично.
3)При каком соотношении между параметрами катушек L1 , L2 , M напряжение одной из них в режиме гармонических колебаний при последовательном соединении катушек и встречном включении будет отставать от тока?
В области низких частот передача сигнала ограничивается шунтирующим действием парной Lμ – сопротивление индуктивности намагничивания (в реальных трансформаторах), а в области высоких частот – падением напряжения от тока нагрузки в индуктивностях рассеивания.
4)Почему АЧХ трансформатора падает в области низких и высоких частот? В какой частотной области исследуемый трансформатор приближается к идеальному? Почему на нулевой частоте сигнал через трансформатор к нагрузке не проходит?
Идеальный трансформатор производит деление напряжения и умножение тока в n раз. Таким образом исследуемый трансформатор близок к идеальному на частотах, где АЧХ приближается к прямой; , где , - напряжение и ток намагничивания; при шунтирующее действие ограничивает передачу сигнала на низких частотах.
5)Чем объяснить резкое расхождение расчетных и опытных значений при ?
Резкое расхождение в опыте и расчете при объясняется тем, что при расчете мы рассматриваем идеальный трансформатор, а в реальном трансформаторе функция передачи с ограниченной полосой частот, у которой ширина определяется значениями параметров трансформатора.