- •Исследование электрических цепей
- •Часть II
- •Лабораторная работа № 9 Трехфазная цепь, соединенная звездой
- •1. Общие сведения
- •2. Содержание и порядок выполнения работы
- •Режим определения следования фаз
- •Протокол измерений к лабораторной работе № 9 «Трехфазная цепь, соединенная звездой»
- •Работу выполнили: ________________________________________ Работу проверил: _________________________________________
- •3. Содержание отчета
- •Отчет по лабораторной работе № 9 «Трехфазная цепь, соединенная звездой»
- •Построение диаграмм
- •Режим определения следования фаз
- •Расчет активной мощности 3-проводной цепи
- •Лабораторная работа № 10 Трехфазная цепь, соединенная треугольником
- •1. Общие сведения
- •2. Содержание работы
- •Протокол измерений к лабораторной работе № 10 «Трехфазная цепь, соединенная треугольником»
- •Построение диаграмм
- •Расчет мощности в симметричном режиме
- •Расчет при включении фазы нагрузки на нейтраль источника
- •Лабораторная работа № 11 Исследование линейной электрической цепи несинусоидального периодического тока
- •1. Общие сведения
- •2. Содержание и порядок выполнения работы
- •Первый опыт
- •Второй опыт
- •Протокол измерений к лабораторной работе № 11 «Исследование линейной электрической цепи несинусоидального периодического тока»
- •Работу выполнили: __________________________________ Работу проверил: ___________________________________
- •3. Содержание отчета
- •Отчет по лабораторной работе № 11 «Исследование линейной электрической цепи несинусоидального периодического тока»
- •Расчет по данным экспериментов
- •Расчет цепи комплексным методом
- •2. Содержание и порядок выполнения работы
- •Переходный процесс в r–c цепи
- •Переходный процесс в r–l цепи
- •Протокол наблюдений к лабораторной работе № 12 «Переходные процессы в r–l и r–c цепи»
- •3. Содержание отчета
- •Отчет по лабораторной работе № 12 «Переходные процессы в r–l и r–c цепи»
- •Лабораторная работа № 13 Разряд конденсатора с на цепь r–l
- •1. Общие сведения
- •2. Содержание и порядок выполнения работы
- •Апериодический разряд емкости с на цепь r-l
- •Колебательный разряд емкости с на цепь r-l
- •Протокол измерений к лабораторной работе № 13 «Разряд конденсатора с на цепь r–l»
- •Колебательный разряд емкости с на цепь r–l
- •2. Содержание и порядок выполнения работы
- •Протокол измерений к лабораторной работе № 14 «Экспериментальное определение а-параметров четырехполюсника»
- •2. Содержание и порядок выполнения работы
- •Протокол измерений к лабораторной работе № 15 «Передаточные функции и частотные характеристики четырехполюсника»
- •Расчет частотных характеристик четырехполюсника
- •Работу принял: _______________________________________ Лабораторная работа № 16 Интегрирующие четырехполюсники
- •1. Общие сведения
- •2. Содержание и порядок выполнения работы
- •Протокол измерений к лабораторной работе № 16 «Интегрирующие четырехполюсники»
- •Работу выполнили: ________________________________________ Работу проверил: _________________________________________
- •3. Содержание отчета
- •Отчет по лабораторной работе № 16 «Интегрирующие четырехполюсники»
Расчет по данным экспериментов
По данным опыта 2 действующие значения тока и напряжения на конденсаторе: I А, UC В, активная мощность Р Вт.
Коэффициенты искажения: ; .
Коэффициент мощности kм .
По данным опыта 2 мгновенные значения как суммы первой и высших гармоник записаны в общем виде и численно для:
напряжения В;
тока А;
напряжения В.
Расчет цепи комплексным методом
Расчет на 1-й гармонике:
комплексная амплитуда =_______________ В;
реактивное сопротивление цепи _______________________Ом;
комплексное сопротивление цепи ______________________________Ом;
комплексная амплитуда тока _________________________________А;
мгновенное значение тока _________________________________А;
комплексная амплитуда напряжения на емкости _________________В;
мгновенное значение напряжения на емкости __________________В;
активная мощность: _______________________Вт.
Расчет на 3-й гармонике:
комплексная амплитуда =_______________ В;
реактивное сопротивление цепи _______________________Ом;
комплексное сопротивление цепи =___________________________Ом;
комплексная амплитуда тока ______________________________А;
мгновенное значение тока ______________________________А;
комплексная амплитуда напряжения на емкости _________________В;
мгновенное значение напряжения на емкости __________________В;
активная мощность: _______________________Вт.
Для цепи несинусоидального тока:
мгновенное значение тока ____________________________А;
действующее значение тока ________________________________А;
мгновенное значение напряжения на емкости
______________________________________________В;
действующее значение напряжения ___________________________В;
активная мощность _______________________________Вт.
Коэффициенты искажения: ; .
Результаты эксперимента и расчета представлены в табл. 2.
Таблица 2
Эксперимент (данные из табл. 1) |
Расчет |
||||||
U, В |
I, мА |
UC, В |
P, Вт |
U, В |
I, мА |
UC, В |
P, Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
На рис. 2 представлены зависимости тока и напряжения . На этом же рисунке линиями показаны экспериментальные зависимости и . Зависимости получены в результате пересчета с учетом масштабов данных с кальки экспериментальных зависимостей и .
Рис. 2
Работу выполнил: _________________________________
Работу принял: ___________________________________
Лабораторная работа № 12 Переходные процессы в R–L и R–C цепи
Целью лабораторной работы является экспериментальное исследование переходных процессов в цепи с одним накопителем энергии электрического или магнитного полей.
1. Общие сведения
Процесс перехода режима работы электрической цепи от одного к другому называется переходным.
В общем случае в электротехнике принято, что возникновение переходного процесса связано с явлением коммутации. Принимается допущение, что коммутация начинается в момент времени и совершается мгновенно: . При этом различают два момента времени: момент времени непосредственно предшествующий коммутации , или и момент времени непосредственно после коммутации , или . Предположение приводит к законам коммутации.
В момент коммутации ток в ветви с индуктивностью не изменяется, т. е. . Напряжение на емкости в момент коммутации не изменяется, т. е. .
Значения и называются независимыми начальными условиями. Для идеальных элементов R, C ток в момент коммутации может меняться скачком, т. е. ; . Для идеальных элементов R и L в момент коммутации скачком могут меняться напряжения, т. е. ; . Значения ; ; ; называются зависимыми начальными условиями.
В переходном процесса мгновенные значения напряжений и токов не являются периодическими функциями времени. Если положительные направления напряжения и тока на элементе одинаковы, то уравнения идеальных элементов имеют вид:
; ; .
Переходный процесс в цепи с одним накопителем энергии и источником постоянного напряжения (тока) описывают линейным неоднородным дифференциальным уравнением вида
.
В этом уравнение для R– C цепи, для R–L цепи. – постоянная, зависящая от величин напряжения или тока источников, и не зависящие от времени коэффициенты.
Общее решение этого уравнения имеет вид . Свободная составляющая решения определяется как общее решение однородного дифференциального уравнения
и имеет вид: . Здесь: А – постоянная интегрирования; корень характеристического уравнения . Величина имеет размерность времени и называется постоянной времени. За интервал времени свободная составляющая решения уменьшается в е раз. Выражение позволяет оценить длительность переходного процесса. Можно принять от 4 до 5 .
Величина является частным решением уравнения
.
Величина не зависит от времени и может быть рассчитана в установившемся режиме после коммутации.
Общее решение приобретает вид . Постоянная интегрирования А определяется из независимых начальных условий. При и .