Ryby_otchetov_po_laboratornym_TOE_YuUrGU (1)
.pdf6,0В |
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
u1 |
(t) |
|
||
|
|
|||
4,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
мс |
0 |
0,4 |
0,8 |
1,2 |
1,6 |
2,0 |
||||||
6,0В |
|
|
|
|
Рис. 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u1 |
(t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
4,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
мс |
0 |
0,4 |
0,8 |
1,2 |
1,6 |
2,0 |
Рис. 5
Выводы по расчету:_____________________________________________
______________________________________________________________
Работу выполнил: ______________________________________
Работу принял: _____________________________________
51
Отчет по лабораторной работе № 19 «Нелинейная цепь постоянного тока»
Схема цепи для получения статических характеристик (рис. 1).
I
A
U
V н.э.
Рис. 1 Экспериментальные статические вольтамперные характеристики пред-
ставлены в таблице 1.
Таблица 1
I, мА |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
Uнэ1 , В |
|
|
|
|
|
|
|
|
Uнэ2 , В |
|
|
|
|
|
|
|
|
UR , В |
|
|
|
|
|
|
|
|
Схема замещения исследуемой электрической цепи представлена на рис. 2.
I |
н.э.1 |
|
|
1 |
|
|
|
A1 |
|
|
|
|
U1 |
(I1 ) |
A3 |
|
|
A2 |
U |
V |
U2 (I2 ) |
н.э.2 U3 (I3 ) |
R |
|
I2 |
I3 |
Рис. 2 |
|
|
По данным табл. 1 на рис. 3 построены статические характеристики U1 (I1 ); U2 (I2 ) нелинейных элементов и U3 (I3 )= RI3 для резистора R.
B |
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
мА |
Рис. 3 Результаты эксперимента из протокола измерений представлены в табл. 2.
Таблица 2
U , В |
U1 , В |
U2 , В |
I1 , мА |
I2 , мА |
I3 , мА |
|
|
|
|
|
|
Расчет токов и напряжений цепи по схеме рис. 2. Уравнения Кирхгофа имеют вид:
__________________________________________________________________
Построение по результатам расчета зависимостей U23 (I1 ) и U (I1 ) выполняется на рис. 3.
Результаты графического решения уравнений Кирхгофа для U = __ В представлены в таблице 3.
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
U , В |
U1 , В |
|
U2 , В |
I1 , мА |
I2 , мА |
I3 , мА |
|
|
|
|
|
|
|
Статическое и дифференциальное сопротивление цепи для напряжения |
||||||
U = В: Rст (U )= |
= = Ом; Rd (U )= |
= = Ом. |
Работу выполнил: _________________________
Работу принял: ___________________________
Отчет по лабораторной работе № 20 «Инерционные и безынерционные элементы»
Инерционный элемент
Схема для измерения вольтамперной характеристики для действующих значений показана на рис. 1.
|
|
i |
|
|
|
|
i |
C |
|
|
|
A |
|
|
PP |
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
u |
V |
н.э. |
u |
V |
|
|
uC |
н.э. |
uR |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Рис. 1 |
|
|
|
Рис. 2 |
|
|
|
Экспериментальные данные представлены в табл. 1. |
|
Таблица 1 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
U , В
I , А
Схема цепи с нелинейным инерционным элементом показана на рис. 2. Частота f =50 Гц, емкость конденсатора C =___ мкФ, реактивное сопро-
тивление XC =_____ Ом.
Действующее значение тока I =____ мА. Напряжения U R =_____ В (по табл. 1), UC = XC I =__________ В, U = U R2 +UC2 =___________________В.
|
|
|
|
|
|
|
|
Мощность P =U R I =_________Вт. Угол ϕ= arctg |
UC |
|
|
=__________град. |
|||
|
|
||||||
|
|
UR |
|
|
|||
Приняв начальную фазу входного напряжения ψu |
= 0 , получим мгновен- |
||||||
ные значения тока и напряжений: |
|
|
|
|
|
|
|
i(t) = |
|
мА; u(t) = |
|
|
|
В; |
|
uR (t) = |
|
В; uC (t) = |
|
|
|
В. |
|
Сравнение расчетных и экспериментальных данных выполнено в табл. 2П. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
U , В |
U R , В |
UC , В I , мА |
|
|
P , Вт |
ϕ, град |
Расчет
Эксперимент
По результатам расчета на рис. 3 построены векторные диаграммы тока и напряжения в масштабах mU =____ В/дел и mI =_____ мА/дел.
На рис. 4 представлены расчетные графики напряжений uR (t) и u(t) . В
том же масштабе на рис. 5 представлены экспериментальные зависимости uR (t) и u(t) .
B u
0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
0 |
5 |
10 |
15 |
20 мс |
|||
Рис. 3 |
||||||||
|
|
|
Рис. 4 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Безынерционный элемент
Схема цепи с безынерционным элементом показана на рис. 6. Сопротивление шунта Rш =1 Ом.
Зависимость тока на половине пе- u риода T / 2 =10 мс, полученная в результате пересчета осциллограмма i(t) , представлена на рис. 6.
|
i |
L |
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
V |
|
uш |
Rш |
Рис. 5
мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
00 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
t, мс; |
k, № отсчета |
|
|
|
|
Рис. 6
На рис. 6 половина периода T колебаний тока разделена на 10 равных частей. Значения тока занесены в табл. 3. В табл. 3, 4 выполнены расчеты коэффициентов разложения в ряд Фурье по синусам и косинусам для первой и третьей гармоник.
Таблица 3
k |
ik |
i |
sin |
kπ |
i |
cos |
kπ |
i |
sin |
|
3 kπ |
i |
cos |
|
3 kπ |
|
|
k |
|
10 |
k |
|
10 |
k |
|
|
10 |
k |
|
|
10 |
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
|
Таблица 4 |
n =1 |
n =3 |
|
|
|
2 |
10 |
|
|
|
kπ |
|||||
B(n) |
= |
|
|
|
|
∑ik sin |
n |
10 |
|
||||
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
10 k=1 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
2 |
10 |
|
|
|
|
kπ |
||||
C(n) |
= |
|
|
|
|
∑ik cos n |
|
|
|
||||
|
|
|
|
10 |
|||||||||
|
|
|
10 k=1 |
|
|
|
|
||||||
I |
m(n) |
= |
B2 |
+C2 |
|
, мА |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
(n) |
(n) |
|
|
|
|
ψ(n) = arctg B(n) , град
C(n)
Мгновенное значение тока:
i(t) = i(1) (t) +i(3) (t) =__________________________________________ мА.
|
I 2 |
|
I 2 |
|
|
|
Действующие значение тока I = |
m(1) |
+ |
m(3) |
= |
=_____мА. |
|
2 |
2 |
|||||
|
|
|
|
Из эксперимента I =_____ мА.
Работу выполнили _________________________
Работу проверил _________________________
Отчет по лабораторной работе № 21 «Нелинейная резистивная цепь»
ВАХ нелинейного элемента |
|
|
Схема для измерения ВАХ не- |
A |
I |
линейного элемента показана на |
|
|
рис. 1. Экспериментальная ВАХ для |
V |
н.э. |
прямой и обратной полярности под- U |
||
ключения элемента представлена в |
|
|
табл. 1. |
Рис. 1 |
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
U , В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I , мА |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
U , В |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
I , мА |
0 |
–10 |
–20 |
–30 |
–40 |
–50 |
–60 |
–70 |
–80 |
График экспериментальной зависимости приведен на рис. 2.
u
i
мА
Рис. 2
На рис. 2 выполнена графически аппроксимация нелинейной характеристики тремя звеньями ломаной линии. Функции ВАХ на участках аппрокси-
мации: i = G1u + J1 ; i = G2u ; i = G3u + J3 . На рис. 2 на каждом участке аппроксимации показаны координаты двух точек, через которые проходит прямая линия (смотри пояснения на рис. 24.2). Параметры аппроксимирующих функций рассчитаны по координатам этих точек:
для первого участка G |
= |
Ом−1 , J |
1 |
= |
мА; |
1 |
|
Ом−1 ; |
|
|
|
для второго участка G2 |
= |
|
|
|
|
для третьего участка G3 |
= |
Ом−1 , J3 = |
мА. |
|
Расчет цепи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Схема с нелинейным элементом показана на рис. 1. Функция входного |
|||||||||||||||||
напряжения u(t) =Um sin ωt = |
|
|
|
|
|
В. |
|
|||||||||||
|
Расчет цепи выполнен методом кусочно-линейной аппроксимации: |
|||||||||||||||||
для первого участка i1(t) = |
|
|
|
|
|
|
мА; |
|||||||||||
для второго участка i2 (t) = |
|
|
|
|
|
|
мА; |
|||||||||||
для третьего участка i3 (t) = |
|
|
|
|
|
|
мА. |
|||||||||||
|
Моменты времени перехода с одного участка на другой определены по |
|||||||||||||||||
граничным значениям тока I1 = |
мА, |
I2 |
= |
|
мА (см. рис. 24.2). |
|||||||||||||
t1 |
|
1 |
|
|
|
I2 |
|
|
|
мс; t2 = |
1 |
(π−ωt1 )= |
|
|||||
= |
|
arcsin |
= |
|
|
мс. |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ω |
|||||||||||
|
|
ω |
G2Um |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
t3 |
|
|
1 |
|
|
I1 |
|
|
|
t4 |
|
1 |
(2π−ωt3 )= |
|
||||
= |
|
|
|
π−arcsin |
|
|
= |
мс; |
= |
|
мс. |
|||||||
|
ω |
G U |
|
ω |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
m |
|
|
|
|
|
|
|
Расчет функции тока выполнен в табл. 2.
Таблица 2
t , мс
i , мА
t , мс
i , мА
Графики расчетной и экспериментальной зависимости тока на шунте представлены на рис. 4.
мА i
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
Λ |
Λ |
Λ |
Λ |
Λ |
Λ |
Λ |
Λ |
Λ мс |
Рис. 4
Работу выполнили _________________________
Работу проверил _________________________
Отчет по лабораторной работе № 22
«Схема замещения катушки с ферромагнитным сердечником»
Электрическая схема исследуемой цепи представлена на рис. 1.
i |
A |
W I |
u |
V |
U |
|
|
Рис. 1 Опытные данные из протокола измерений представлены в таблице 1.
Таблица 1
Напряжения |
U = 3 В |
U = 4 В |
U = 5 В |
U = 6 В |
||
|
|
|
|
|
|
|
I, мА |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Р, Вт |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
cos ϕ= |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
UI |
|
|
|
|
Параметры схем замещения
На рис. 2 и рис. 3 представлены возможные схемы замещения катушки с ферромагнитным сердечником.
I |
X0 |
I |
IB |
|
R0 |
|
IG |
|
|
|
|
U0 |
|
|
U0 |
U X |
G |
B0 |
|
|
UR |
|
0 |
|
|
Рис. 2 |
|
Рис. 3 |
По экспериментальным данным выполнен расчет параметров цепи по схеме замещения рис. 2:
Z |
0 |
= U ; R =Z |
0 |
cos ϕ; X |
0 |
= |
Z 2 |
− R2 . |
|
|
I |
0 |
|
|
0 |
0 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По экспериментальным данным выполнен расчет параметров цепи по схеме замещения рис. 3:
Y = |
I |
; G |
=Y cos ϕ; B = |
Y 2 |
−G2 . |
|
|
||||||
0 |
U |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
Результаты расчета параметров представлены в табл. 2.
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
Напряжения |
U = 3 В |
U = 4 В |
U = 5 В |
U = 6 В |
|
|
|
|
|
|
|
Z0 |
, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R0 |
, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X0 , Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y , Ом–1 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
G , Ом–1 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
B , Ом–1 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
На рис. 4 по данным табл. 2 построены зависимости от напряжения парамет-
ров Z0 , R0 , X0 цепи(рис. 2).
На рис. 5 по данным табл. 2 построены зависимости от напряжения параметров Y0 , G0 , B0 цепи(рис. 3).
Ом |
|
Ом−1 |
|
|
Y, G, B |
||
Z, R, X |
0 3 |
|
|
|
U |
0 3 |
|
|
|
U |
4 |
5 |
6 |
B |
4 |
5 |
6 |
B |
||
|
|
Рис. 4 |
|
|
|
|
Рис. 5 |
|
|