Laba_elektrotekhnika1

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра электротехники и электрооборудования предприятий

Лабораторная работа № 1W

«ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ

ПОСТОЯННОГО ТОКА»

Вариант № 1

Выполнил ст. гр. БГБ-11-

Проверил Кирлан В.Л.

Уфа 2012

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1W

“ ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА ”

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

   1. Экспериментальное обоснование метода суперпозиции.

   2. Изучение принципа компенсации тока.

   3. Экспериментальное обоснование метода преобразования цепи с по­мощью эквивалентного генератора.

   4. Изучение принципа компенсации напряжения.

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Основными теоретическими сведениями, необходимые для выполнения работы, являются методы расчета цепей постоянного тока.

3. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО МАКЕТА

Для выполнения лабораторной работы используется ПЭВМ с загружен­ной моделирующей программой Electronics Workbench 5.0. Блок используемых в работе виртуальных схем находится в файле Lab1W.ewb.

Демонстрация метода суперпозиции, компенсации тока и преобразова­ния цепи с помощью эквивалентного генератора, производится схемами, пока­занными на рисунке 1. Вольтметры на схеме должны иметь наибольшее внут­реннее сопротивление, а амперметры - наименьшее. Ключи S1 схем управля­ются клавишей “A”, а ключи S2 - клавишей “B” Используемые при выполне­нии работы коммутации показаны на рисунке 2: рисунок 2,а - подсоединение к выводам g и h сопротивления R3; рисунок 2,б -холостого ход относительно вы­водов g и h; рисунок 2,в - короткое замыкание выводов g и h. Для демонстра­ции компенсации напряжения используется схема, приведенная на рисунке 3.

4. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

   1. Рассчитать и установить параметры схем.

E₁= 5 + 3*5=15 (В); E₂= 5 + 2*5=25 (В); R₁₌20 + 5=25 (Ом); R₂=20 + 2*5=30 (Ом);

R₃=20 + 3*5=35 (Ом),

Таблица 1 - Параметры схем для варианта №1

E1,В	E2,В	Ri,Ом	R2,Ом	R3,Ом
20	15	25	30	35

Рисунок 1 - Схема для исследования метода суперпозиции (а), схема эквива-

лентного генератора с нагрузкой (б)

Рисунок 2 - Схемы коммутации: нагрузочный режим (а); режим холостого хода (б); режим короткого замыкания (в)

2. Таблица 2 - Экспериментальные данные к п.4.2

№ п/п	E1	E2	I1 (A1) mA	I2 (A2) mA	I3 (A3) mA	U1 (V1)	U2 (V2)	U3 (V3)
1	20	0	486	-261.7	224.3	12.15	-7.85	7.85
2	0	15	-196.3	336.4	140.2	-4.906	10.09	4.907
3	20	15	289.7	74.77	364.5	7.243	2.243	12.76

3. Определяем напряжение U_gh между узлами.

.

; ;.

Окончательно имеем

=0.0753А;

=2.15В;

I₁==0.59A; U1=E₁-U_gh=17.85В; U₃=U_gh=2.15В; I3==0.761A.

Таблица 3 - Результат расчетов к п. 4.3

уа I1,mA	I2,mA	I3,mA	U1,В	U2,В	U3,В
590.1	75.53	761.6	2.88 17.85	2.15	12.85

4. Установили Е₂ = - 15В и сопротивление R2 из тех соображений, чтобы при условно закороченной ветви gh токи I₁ и I₂ , были бы равны, то есть

I₁=E₁/R₁=I₂=E₂/R₂

R₂=E₂*R₁/E₁=15*25/20=18.75 Ом

Включил схему и убедился, что ток I₃ = 0, а токи I₁=I₂=380.9 мА. Убе­дился также, что это состояние не изменится при установке холостого хода (рисунок 2,б) и короткого замыкания (рисунок 2,в). Это означает, что узлы g и h имеют одинаковый потенциал независимо от значения сопротивления R₃. Токи через сопротивление R3 компенсируют друг друга, как равные по значению и направленные противоположно. Два узла потенциально преобразованы в один узел.

5. Определить параметры эквивалентного генератора относительно ветви с сопротивлением R₃ (выходные зажимы эквивалентного генератора точки g и h).

Восстановил положительную поляр­ность ЭДС Е₂ и первоначальное значение сопротивления R₂ . Установил в вет­ви gh холостой ход (рисунок 2,б) и измерил напряжение U3 (V3)=17.73В при холостом ходе (U_3XX). ЭДС эквивалентного генератора Е_е = U_3ХХ .

Таблица 4 - Результат экспериментов и расчета к п. 4.5

Эксперимент		Расчет
U3XX	Iзкз A	Ее	Rbe
17.73	1.3	17.73	13.638

Установил в ветви gh режим короткого замыкания (рисунок 2,в) и изме­рил ток I₃(A3)=1.3А при коротком замыкании (I_3КЗ). Определил внутреннее сопро­тивление эквивалентного источника ЭДС R_be, как R_be=Е_е/I_3КЗ=17.73/1.3=13.638Ом

6. Произвести аналитический расчет параметров эквивалентного генератора.

Использую исходные данные значения ЭДС и сопро­тивлений схемы. Рассчитал напряжение холостого хода U_3XX , ток короткого замыкания I_3КЗ и внутренние сопротивление эквивалентного источника R_be . Внутреннее сопротивление рассчитал по формуле

R_be = R1*R2 /( R₁+R₂)=17.73/1.3=13.6384 Ом

=1.3A

U_3ХХ=E₁-I₁*R₁=17.73В

Таблица 5 - Результат расчета к п. 4.6

U3XX	Iзкз	Ее	Rbe
17.73	1.3	17.73	13.638

1. Установил на схеме замещения (см. рисунок 1,б) значения Ее, Rbе , R₃ и убедился, что при холостом ходе, коротком замыкании и при любом значении R₃ токи I₃ =1.3А в схемах на рисунках 1,а и 1,б одинаковые.

1. Вывод: В данной лабораторной работе мы экспериментально доказали метод суперпозиций .Изучили принцип компенсации тока, экспериментально обосновали метод преобразования цепи с помощью эквивалентного генератора. И изучили принцип компенсации напряжения.