Ryby_otchetov_po_laboratornym_TOE_YuUrGU (1)
.pdf
Отчет по лабораторной работе № 2 «Линейная электрическая цепь постоянного тока»
Схема исследуемой электрической цепи с указанными направлениями то-
ков представлена на рис. 1. Величина R3 = |
Ом. |
R1 R2
R3
E1 |
E2 |
Рис. 1
Опытные данные
Данные для проверки законов Кирхгофа, принципов наложения и взаимности представлены в табл. 1.
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
R3 = |
Ом |
Включена э. д. с. |
||
|
Включены обе э. д. с. |
Включена э. д. с. |
||||||
Е1 = ___ В и Е2 = ___ В |
Е1 = ___ В |
Е2 = ___ В |
||||||
I1, мА |
|
|
UR1, В |
|
I1′, мА |
|
I1′′, мА |
|
I2, мА |
|
|
UR2, В |
|
I2′, мА |
|
I2′′, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I3, мА |
|
|
UR3, В |
|
I3′, мА |
|
I3′′, мА |
|
Данные для определения параметров эквивалентного генератора:
IКЗ = |
А, U0 = |
В. |
|
|
|
|
|
|
|
Экспериментальная зависимость I3 = f (R3) представлена в табл. 2. |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
R3, Ом |
|
10 |
47 |
68 |
100 |
150 |
220 |
|
330 |
I3, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обработка опытных данных
Проверкаподаннымтабл. 1 первогозаконаКирхгофавкаждомрежиме.
В общем виде: |
В цифровом выражении: |
______________________________ |
_______________________________ |
______________________________ |
_______________________________ |
______________________________ |
_______________________________ |
Проверка по данным табл. 1 второго закона Кирхгофа для независимых
контуров в цепи с включенными Е1 = ___ В и Е2 = ___ В. |
||
В общем виде: |
|
В цифровом выражении: |
______________________________ |
|
_______________________________ |
______________________________ |
|
_______________________________ |
Проверка по данным табл. 1 принципа наложения. |
||
В общем виде: |
|
В цифровом выражении: |
|
||
______________________________ |
|
_______________________________ |
______________________________ |
|
_______________________________ |
______________________________ |
|
_______________________________ |
Проверка по данным табл. 1 принципа взаимности. |
||
В общем виде: |
|
В цифровом выражении: |
|
||
______________________________ |
|
________________________________ |
Параметры эквивалентного генератора |
|
|
|
|
|
|
||||||||
Из протокола измерений (табл. 2П): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
э. д. с. эквивалентного генератора EГ = |
|
В; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
внутреннее сопротивление RГ = |
Ом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расчет зависимости I3 (R3 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Результаты расчета зависимости тока |
I |
3 |
(R |
)= |
EГ |
|
|
для значений R3 |
||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
3 |
|
RГ + R3 |
|
|
|
|||
из табл. 2 занесены в табл. 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
EГ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
При R3 = |
Ом (из табл. 1) I3 |
= |
|
|
= |
|
= |
|
А. |
|
|
|||
RГ + R3 |
|
|
|
|
||||||||||
Из опыта (табл. 1) I3 = |
А. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расчет зависимости P3 (R3 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
P3 |
(R3 ) |
|
EГ |
|
2 |
|
Результаты расчета зависимости мощности |
= |
|
R3 для |
|||||||||||
R3 + |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RГ |
|||
значений R3 из табл. 2 занесены в табл. 3.
Таблица 3
R3, Ом 10 |
47 |
68 100 150 220 330 RГ = |
I3 , А |
|
|
P3, Вт
По данным табл. 3 на рис. 2 построены зависимости I3 (R3 ) и P3 (R3 ). На этом же рисунке точкам отмечены экспериментальные значения тока I3 из табл. 2.
мA I Вт P
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
0 |
|
0 0 |
|
|
|
|
|
|
||
|
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
Ом |
|||
Рис. 2
Работу выполнил: ________________________________________
Работу принял: _________________________________________
Отчет по лабораторной работе № 3 «Определение эквивалентных параметров
пассивных двухполюсников»
Схема замещения исследуемой электрической цепи представлена на рис. 1.
|
i |
02 |
|
|
|
|
|
01 ϕ |
I2 |
Rк |
|
|
|
|
A |
Rк С |
|
|||
|
|
U1 |
R, L, C |
С R |
R |
|
u |
V |
|
||||
|
ϕ |
L |
L |
|
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Рис. 1 |
|
|
|
Параметры двухполюсников: L = |
мГн; R = |
Ом; C = |
мкФ. |
Опытные данные и результаты предварительных расчетов из протокола измерений представлены в табл. 1.
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
Z, |
|
|
Двухполюсник |
U, |
I, |
ϕ, |
Rэк, |
Хэк, |
|
|
В |
мА |
град |
Ом |
Ом |
Ом |
R − L
R −C
R − L −C
Обработка опытных данных
Расчет комплексных сопротивлений и комплексных проводимостей в алгебраической и показательной форме записи.
Двухполюсник R − L :
Z RL =_______________________ Ом, Y RL =_______________________ Ом−1 .
Двухполюсник R −C :
Z RC =_______________________ Ом, Y RC =_______________________ Ом−1 .
Двухполюсник R − L −C :
Z =__________________________ Ом, Y =________________________ Ом−1 .
Проверка отношений эквивалентных преобразований
В общем виде |
В цифровом выражении |
|||
R |
= |
Gэк |
, |
Двухполюсник R − L |
эк |
|
Y 2 |
|
______________________________________________ |
|
|
|
||
Xэк |
= |
B |
|
______________________________________________ |
эк |
, |
Двухполюсник R −C |
||
Y 2 |
||||
G |
= |
Rэк |
, |
______________________________________________ |
эк |
|
Z 2 |
|
______________________________________________ |
|
|
|
||
B |
= |
Xэк |
|
ДвухполюсникR − L −C |
эк |
|
Z 2 |
|
______________________________________________ |
|
|
|
|
______________________________________________ |
На рис. 2 представлены треугольники сопротивлений двухполюсников в
масштабе mZ = |
Ом/см. |
|
Двухполюсник R − L |
Двухполюсник R −C ДвухполюсникR − L −C |
|
|
|
|
Рис. 2 |
|
|
|
|
|
|
Расчет комплексного сопротивления и комплексной проводимости двух- |
|||||
полюсника R − L −C по величинам физических параметров: L = |
мГн; |
||||||
R = |
Ом; R = Ом; C = мкФ. Частота f = 50 Гц, ω = |
= |
с–1. |
||||
|
к |
|
|
|
|
|
|
Y |
|
РАСЧЕТ |
=________________________________ Ом−1 , |
Y |
ЭКСП |
=_______ Ом−1 , |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
Z |
|
РАСЧЕТ |
=________________________________ Ом, |
Z ЭКСП =________Ом. |
|||
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Работу выполнил: __________________________________________
Работу принял: ____________________________________________
Отчет по лабораторной работе № 4 «Исследование цепи синусоидального тока»
Схема замещения исследуемой электрическая цепи с принятыми положительными направлениями напряжений и токов ветвей представлена на рис. 1.
|
i1 |
|
|
02 |
Rк |
L |
|
|
|
A |
01 |
ϕ |
|
i |
|||
|
|
I2 |
|
i2 |
3 |
|||
|
|
|
|
U1 |
|
u1 |
|
|
|
|
|
|
|
Rк2 |
C |
||
|
|
|
|
|
|
|
||
u |
|
V |
|
|
|
u2 |
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RA |
|
|
|
|
|
|
|
RA |
|
|
|
|
|
|
Рис. 1 |
|
|
|
Заданные величины: напряжение U = |
В; частота f = |
|
Гц. |
|||||
Первая часть работы
Экспериментальные данные из протокола измерений представлены в табл. 1. Таблица 1
U, В |
U1, В |
U2, В |
I1, мА |
I2, мА |
I3, мА |
ϕ, град |
P, Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
По результатам измерений (см. табл. 1) на рис. 2 построены векторные диаграммы напряжения и тока в масштабах: mU = В/см; mI = мА/см.
Рис. 2
Расчет цепи в комплексной форме методом преобразования
Внимание. Расчетные формулы должны содержать буквенное и числовое содержание. Ответ – число с указанной размерностью.
U& =U = |
В. |
Из протокола измерений показательная и алгебраическая формы записи комплексных сопротивлений ветвей имеет вид:
Z1 = |
|
Ом, Z 2 = |
Ом, Z 3 = |
Ом, |
|
Z23 = |
Z 2 Z3 |
|
= |
|
Ом. |
|
|
|
|||
|
Z C + Z3 |
|
|
||
Входное комплексное сопротивление цепи: |
|
|
|||
Z = Z1 + Z 23 |
= |
|
Ом. |
||
Входное комплексное сопротивление цепи (по данным табл. 1):
Z = U e jϕ1 |
= |
Ом. |
I |
|
|
1 |
|
|
Расчет комплексных действующих значений токов и напряжений ветвей (ответы должны быть представлены в показательной форме записи):
& |
= |
U& |
= |
А. |
ток I |
|
|||
1 |
|
Z |
|
|
|
|
|
|
|
Напряжения на участках 1 и 2: |
|
|||
U&1 = |
|
|
В, U&2 = |
В. |
Токи: |
|
|
|
|
I&2 = |
|
|
А, I&3 = |
В. |
Рассчитанные действующие значения токов и напряжений ветвей (сравните с экспериментальными данными табл. 1.):
I1 = |
мА, I2 = |
мА, I3 = |
мА, U1 = |
В, U2 = |
В. |
Проверка законов Кирхгофа в комплексной форме записи (для рассчитанных величин).
Первый закон Кирхгофа
В общем виде: |
В цифровом выражении: |
______________________________. |
______________________________. |
Второй закон Кирхгофа |
|
В общем виде: |
В цифровом выражении: |
______________________________; |
______________________________; |
______________________________. |
______________________________. |
Расчет комплексной мощности Sист источника:
S |
ист |
& |
|
|
= Pист |
+ jQист |
= |
|
|
|
|
ВА, где |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
=UI1 |
|
|
|
|
|||||||||
I 1 – сопряженное комплексное действующее значение тока I&1 ( I&1 I1 = I12 ). |
|||||||||||||
Pист = |
|
|
|
|
Вт, |
Qист = |
ВАр. |
||||||
Расчет комплексной мощности S н нагрузок: |
|
||||||||||||
S |
н |
= P + jQ = I 2 Z + I 2 Z |
2 |
+ I 2 Z |
3 |
= |
ВА. |
||||||
|
|
н |
н |
1 1 |
2 |
3 |
|
|
|||||
Pн = |
|
|
|
|
|
|
|
Вт, |
Qн= |
ВАр. |
|||
|
|
Проверка баланса мощностей |
|
|
|
||||||||
В общем виде: |
|
|
|
|
|
В цифровом выражении: |
|
||||||
______________________________. ________________________________.
Рассчитанные и экспериментальные (из табл. 1) значения токов, напряжений, угла сдвига фаз ϕ, мощности Pист занесены в табл. 3.
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
I1, |
I2, |
I3, |
U1, |
U2, |
|
ϕ, |
Pист, |
Примечания |
мА |
мА |
мА |
В |
В |
|
град |
Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из табл. 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мгновенные значения напряжения и тока: |
|
|
|
|||||
u(ωt) = |
|
|
|
В, i1(ωt) = |
|
|
А. |
|
Работу выполнил: _____________________________________
Работу принял: _______________________________________
Отчет по лабораторной работе № 5
«Исследование цепи синусоидального тока
синдуктивно связанными элементами»
Частота f = ____ Гц, ω= 2πf = |
с–1. |
Определение параметров индуктивно связанных катушек
На рис. 1 показана схема замещения электрической цепи.
|
i1 |
|
02 |
M |
|
|
|
I2 |
i |
= 0 |
|
|
|
A |
ϕ |
2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
01 |
|
|
|
|
|
U1 |
|
|
u |
|
V1 |
L1 |
L2 |
|
1 |
|
|
|
V2 u2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rк1 |
Rк2 |
|
Рис. 1 Экспериментальные данные из протокола измерений занесены в табл. 1.
Таблица 1
К выходу генератора подключена |
К выходу генератора подключена |
||||||
|
катушка L1 |
|
катушка L2 |
||||
U1, В |
I1, мА |
ϕ1, град |
U2, В |
U1, В |
I1, мА |
ϕ1, град |
U2, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
В табл. 2 представлены результаты расчета величин Zк, Rк, ХL, Хм (из протокола измерений).
Таблица 2
|
Катушка L1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Катушка L2 |
|
||||
Zк1, Ом |
Rк1, Ом |
Хк1, Ом |
Хм1, Ом |
Zк2, Ом |
Rк2, Ом |
Хк2, Ом |
Хм2, Ом |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Индуктивности: L |
= |
Xк1 |
= |
|
= |
|
Гн; L = |
|
|
Xк2 |
= |
= |
Гн. |
|||
ω |
|
|
ω |
|||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||
Коэффициент взаимной индукции M = |
Xм1 + Xм2 |
|
= |
|
= |
Гн. |
||||||||||
2 ω |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Коэффициент связи ксв = |
|
= |
|
= |
|
. |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
L1L2
Последовательное соединение катушек
На рис. 2 показана схема замещения электрической цепи.
i |
|
02 |
Rк1 |
L1 |
M L2 |
Rк2 |
A |
ϕ I2 |
|||||
u |
|
01 |
|
u1 |
|
u2 |
V |
U1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
Рис. 2
Экспериментальные данные из протокола измерений занесены в табл. 3. Таблица 3
Согласное соединение катушек |
Встречное соединение катушек |
||||||||
|
|
|
|
|
|
I , |
|
|
|
U , |
I , |
U1 , |
U2 , |
ϕ, |
U , |
U1 , |
U2 , |
ϕ, |
|
В |
мА |
В |
В |
град |
В |
мА |
В |
В |
град |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет напряжений на катушках Согласное соединение катушек
URк1 = |
|
|
В |
U Хк1 = |
|
|
В |
UMк1 = |
|
|
В |
U1 = |
(URк1 )2 +(U Xк1 +UMк1 )2 = |
||
= |
|
= |
В |
Из табл. 3 U1 = |
В. |
|
|
URк2 = |
|
|
В |
U Хк2 = |
|
|
В |
UMк2 = |
|
|
В |
U2 = |
(URк2 )2 +(U Xк2 +UMк2 )2 = |
||
= |
|
= |
В |
Из табл. 3 U2 = |
В. |
|
|
ϕ= arctg Xk1 + Xk2 +2Xм =
Rk1 + Rk2
Встречное соединение катушек
URк1 = |
|
|
В |
U Хк1 = |
|
|
В |
UMк1 = |
|
|
В |
U1 = |
(URк1 )2 +(U Xк1 −UMк1 )2 = |
|
|
= |
|
= |
В |
Из табл. 3 U1 = |
В. |
|
|
URк1 = |
|
|
В |
U Хк2 = |
|
|
В |
UMк2 = |
|
|
В |
U2 = |
(URк2 )2 +(U Xк2 −UMк2 )2 = |
|
|
= |
|
= |
В |
Из табл. 3 U2 = |
В. |
|
|
ϕ= arctg Xk1 + Xk2 −2Xм =
Rk1 + Rk2