- •Теоретичні основи електротехніки методичні вказівки до виконання лабораторних робіт
- •Організація та порядок виконання лабораторних робіт
- •Техніка безпеки під час виконання лабораторних робіт
- •Підготовка до виконання лабораторних робіт
- •Правила виконання лабораторної роботи
- •Вказівки до оформлення протоколів лабораторних робіт.
- •Лабораторна робота 10 Дослідження індуктивно-зв’язаних кіл
- •Підготовка до роботи
- •Робоче завдання
- •Опрацювання результатів експерименту
- •Методичні вказівки
- •1. Явище взаємної індукції
- •2. Послідовне з’єднання індуктивно-звязаних котушок (ізк)
- •3. Паралельне вмикання ізк
- •4. Експериментальне визначення взаємної індукції
- •Лабораторна робота 11 Дослідження трифазної електричної системи кіл, з’єднаних за схемою “зірка”
- •Струми у фазах приймача і нейтральному проводі
- •Опрацювання результатів експерименту
- •Методичні вказівки Три миттєвих синусоїдних напруги між лінійними проводами а,в,с три- фазної трипровідної системи кіл
- •Лабораторна робота 13 Дослідження чотириполюсника
- •Підготовка до роботи
- •Робоче завдання
- •Вхідна напруга чп у всіх дослідах не повинна перевищувати 100 в.
- •У симетричному чп і рівняння (13.2) набуває вигляду
- •Лабораторна робота 14 Дослідження перехідних процесів у разі заряджання і розряджання конденсатора
- •Підготовка до роботи
- •Робоче завдання
- •Опрацювання результатів дослідів
- •Теоретичні відомості
- •Література
- •Навчальне видання
- •Теоретичні основи електротехніки
- •Методичні вказівки
- •До виконання лабораторних робіт
Лабораторна робота 13 Дослідження чотириполюсника
Мета роботи: визначити А-коефіцієнти лінійного пасивного чотириполюс-ника (ЧП), характеристичні опори, елементи Т- або П-подібної схем заміщен-ня, постійну передачу та її складові на промисловій частоті.
Підготовка до роботи
У процесі підготовки до роботи студентам необхідно ознайомитись з методичними вказівками, робочим завданням, підготувати протокол звіту до лабораторної роботи та відповісти на такі запитання.
Навести приклади і дати визначення поняття “чотириполюсник” ?
За якими ознаками класифікують ЧП на лінійні, нелінійні, активні, па-
сивні, симетричні, несиметричні, оборотні, необоротні ?
Як записуються основні рівняння лінійного пасивного ЧП ? Скільки їх ?
Чи зміняться рівняння з А-коефіцієнтами пасивного ЧП, якщо змінити
напрямок потоку електроенергії через ЧП ?
Від яких факторів залежать значення коефіцієнтів ЧП і розмірність А-
коефіцієнтів ?
Який зв’язок є між А-коефіцієнтами ЧП ?
Як можна визначити коефіцієнти ЧП ? Який режим ЧП називається
узгодженим ?
Як записуються основні рівняння лінійного пасивного ЧП ? Скільки їх ?
Що таке характеристичний опір ЧП ?
Як визначити характеристичний опір симетричного і несиметричного
ЧП ?
Що таке стала передачі ЧП ? Як її визначити ?
Що таке коефіцієнт фази ЧП ? В яких одиницях його вимірюють ?
Що таке коефіцієнт затухання ЧП ? У яких одиницях його вимірюють ?
Як визначити параметри схем заміщення ЧП ? Яку мінімальну кількість
елементів містить схема заміщення і чому ?
Який є зв’язок між А-коефіцієнтами і вторинними параметрами ЧП ?
Робоче завдання
1. Зібрати електричне коло згідно зі схемою, зображеною на рис.13.1.
47
2. Після перевірки кола лаборантом виконати досліди холостого ходу і
короткого замикання при живленні ЧП з боку затискачів 1–1’ (пряма переда-
ча ). Результати вимірювань занести в табл..13.1.
А
W
1 2
V
≈127 B50 Гц
1´ 2´
Рис.13.1
Вхідна напруга чп у всіх дослідах не повинна перевищувати 100 в.
Виконати досліди холостого ходу і короткого замикання при живленні
ЧП з боку затискачів 2–2’ (зворотна передача ). Результати вимірювань занес- ти в табл.. 13.1.
Таблиця 13.1
Живлення з боку затискачів |
Дослід |
|
|
|
1–1′
|
Холостий хід |
|
|
|
Коротке замикання |
|
|
|
|
2–2′ |
Холостий хід
|
|
|
|
Коротке замикання
|
|
|
|
Опрацювання результатів дослідів
1. Обчислити вхідні опори ЧП для дослідів холостого ходу і короткого за-микання при прямій і зворотній передачах.
2. Розрахувати А-коефіцієнти ЧП. Перевірити правильність їх визначення та уточнити питання симетрії ЧП.
3. Обчислити характеристичні опори, сталу передачі, коефіцієнти затухання і фази ЧП.
4. Використовуючи А-коефіцієнти, обчислити значення елементів Т- або П-подібної ( за вказівкою викладача ) схеми заміщення ЧП. Накреслити в прото- колі схему заміщення.
5. Розрахувати вхідний опір, вхідні й вихідні напруги й струми ЧП, який
навантажений характеристичним опором. Побудувати суміщені векторні діа-грами напруг і струмів.
Методичні вказівки
Чотириполюсником називається частина електричного кола, яка має дві пари затискачів, що можуть бути вхідними або вихідними. Теорія ЧП вико- ристовується тоді, коли необхідно знати значення струмів і напруг тільки у двох вітках або парі вузлів будь-якого складного електричного кола.
ЧП, які мають у своєму складі пасивні й активні (джерела електромагнітної енергії) елементи, називають активними. ЧП, які складаються тільки з пасив- них елементів, називаються пасивними. До активних ЧП можна віднести електронні та магнітні підсилювачі, а до пасивних – трансформатори, елек- тричні фільтри, лінії електропередачі, вимірювальні мости, диференціючі або інтегруючі кола та інші електротехнічні пристрої, що призначаються для пе- редачі енергії або сигналів від джерела електромагнітної енергії до споживача.
ЧП зображають на схемах прямокутником (рис.12. 2), де – вхідні, – вихідні затискачі.
Чотириполюсники також поділяють на лінійні, які складаються тільки з
49
1 2 1 2
1 2 1 2
1´ 2´ 1´ 2´
Рис.13.2 Рис.13. 3
лінійних елементів, і нелінійні, до складу яких ввімкнуто принайммі один не-лінійний елемент.
Досліджуючи ЧП, необхідно встановити залежність між чотирма величи-нами, які визначають режим його роботи: напруги і струми на вхідних і вихід-них затискачах. Можлива кількість різних за формою, але еквівалентних за змістом пар залежностей дорівнює шести. Використання тієї чи іншої форми зумовлено постановкою конкретної задачі. В електроенергетиці та інших галу- зях, де передача електроенергії здійснюється від вхідних затискачів до вихідних , рівняння лінійного пасивного ЧП записуються у вигляді А- форми
(13.1)
Додатні напрямки струмів і при цьому вибираються згідно з рис.13.2. Коефіцієнти називаються також сталими чотириполюсника. Вони є комплексними і при незмінній частоті залежать тільки від значень ак-тивних і реактивних опорів елементів кола та схем їх з’єднання в ЧП.
Коефіцієнт має розмірність опору, – провідності, і – безроз-мірні величини.
Між А–коефіцієнтами є такий зв’язок :
. (13.2) Рівняння (13.2) показує, що не всі чотири А-коефіцієнти незалежні. Отже, властивості пасивного ЧП повністю визначаються тільки трьома коефіцієн-
50
тами. Якщо невідомі будь-які три А-коефіцієнти ЧП, то за заданим режимом на вході легко розрахувати режим на виході і навпаки.
Якщо змінити напрямок передачі електричної енергії в ЧП на протилежний (рис.13.3), то рівняння ЧП в А-формі запишуться у вигляді
(13.3)