- •Исследование электрических цепей
- •Часть I
- •Предисловие
- •Введение Общие указания и правила выполнения лабораторных работ
- •Составление протокола измерений
- •Составление отчета
- •Лабораторная работа № 1 Измерения приборами лабораторного стенда тец-нр
- •1. Общие сведения
- •2. Содержание и порядок выполнения работы
- •Протокол измерений к лабораторной работе № 1 «Измерения приборами лабораторного стенда тец-нр»
- •2. Содержание и порядок выполнения работы
- •Проверка выполнения законов Кирхгофа
- •Проверка выполнения принципов наложения и взаимности
- •Определение параметров эквивалентного генератора
- •Протокол измерений к лабораторной работе № 2 «Линейная электрическая цепь постоянного тока»
- •Работу выполнили: _________________________________________ Работу проверил: __________________________________________
- •3. Содержание отчета
- •Отчет по лабораторной работе № 2 «Линейная электрическая цепь постоянного тока»
- •Опытные данные
- •Обработка опытных данных
- •Параметры эквивалентного генератора
- •Расчет зависимости
- •Расчет зависимости
- •2. Содержание и порядок выполнения работы
- •Протокол измерений к лабораторной работе № 3 «Определение эквивалентных параметров пассивных двухполюсников»
- •Работу выполнили: _______________________________________ Работу проверил: ________________________________________
- •3. Содержание отчета
- •Отчет по лабораторной работе № 3 «Определение эквивалентных параметров пассивных двухполюсников»
- •Обработка опытных данных
- •2. Содержание и порядок выполнения работы
- •Первая часть работы
- •Вторая часть работы
- •Протокол измерений к лабораторной работе № 4 «Исследование цепи синусоидального тока»
- •Первая часть работы
- •Вторая часть работы
- •Работу выполнили: _______________________________________ Работу проверил:_________________________________________
- •3. Содержание отчета
- •Отчет по лабораторной работе № 4 «Исследование цепи синусоидального тока»
- •Первая часть работы
- •Расчет цепи в комплексной форме методом преобразования
- •2. Содержание и порядок выполнения работы
- •Определение параметров индуктивно связанных катушек
- •Последовательное соединение индуктивно связанных катушек
- •Параллельное соединение индуктивно связанных катушек
- •Протокол измерений к лабораторной работе № 5 «Исследование цепи синусоидального тока с индуктивно связанными элементами»
- •Определение параметров индуктивно связанных катушек
- •Последовательное соединение катушек
- •Параллельное соединение индуктивно связанных катушек
- •Работу выполнил: ____________________________________ Работу проверил:_____________________________________
- •3. Содержание отчета
- •Последовательное соединение катушек
- •Параллельное соединение индуктивно связанных катушек
- •2. Содержание и порядок выполнения работы
- •Протокол измерений к лабораторной работе № 6 «Исследование резонанса в цепи с последовательно соединенными элементами r, l, c»
- •Работу выполнил: ____________________________________ Работу проверил: ____________________________________
- •3. Содержание отчета
- •Отчет по лабораторной работе № 6 «Исследование резонанса в цепи с последовательно соединенными элементами r, l, c»
- •Расчет частотных характеристик
- •2. Содержание и порядок выполнения работы
- •Протокол измерений к лабораторной работе № 7 «Резонансные характеристики цепи с последовательно соединенными элементами r, l, c»
- •Работу выполнили: ____________________________________ Работу проверил: _____________________________________
- •3. Содержание отчета
- •Отчет по лабораторной работе № 7 «Резонансные характеристики цепи с последовательно соединенными элементами r, l, c»
- •Расчет резонансных характеристик
- •2. Содержание и порядок выполнения работы
- •Протокол измерений к лабораторной работе № 8 «Исследование режима резонанса при параллельном соединении катушки индуктивности и конденсатора»
- •Предварительные расчеты
- •Работу выполнили: _____________________________________ Работу проверил: ______________________________________
- •3. Содержание отчета
- •Отчет по лабораторной работе № 8 «Исследование режима резонанса при параллельном соединении катушки индуктивности и конденсатора»
- •Расчет частотных характеристик
- •Работу выполнил: ___________________________________ Работу принял: _____________________________________ Оглавление
Протокол измерений к лабораторной работе № 3 «Определение эквивалентных параметров пассивных двухполюсников»
Схема исследуемой электрической цепи представлена на рис. 1П.
Рис. 1П
Численные значения параметров элементов: L мГн; R Ом; C мкФ.
Опытные данные внесены в табл. 1П.
Таблица 1П
Двухполюсник |
U, В |
I, мА |
, град |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Предварительные расчеты представлены в табл. 2П.
Таблица 2П
Двухполюсник |
, Ом |
Rэк , Ом |
Хэк , Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для двухполюсника эквивалентное сопротивление Rэк равно активному сопротивлению Rк катушки индуктивности L.
Работу выполнили: _______________________________________ Работу проверил: ________________________________________
3. Содержание отчета
Нарисовать схемы исследуемых двухполюсников. Указать величины параметров R, L, C.
Используя экспериментальные данные табл. 1П и результаты предварительных расчетов из протокола измерений для каждого из двухполюсников, записать комплексные сопротивления и проводимости в алгебраической и показательной форме записи. Построить в масштабе треугольники сопротивлений.
Выполнить проверку отношений эквивалентных преобразований: , , , .
По известным параметрам элементов и частоте источника рассчитать комплексное сопротивление и комплексную проводимость двухполюсника . Сравнить расчет с данными п. 2 и п. 3.
Отчет по лабораторной работе № 3 «Определение эквивалентных параметров пассивных двухполюсников»
Схема замещения исследуемой электрической цепи представлена на рис. 1.
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
Двухполюсник |
U, В |
I, мА |
, град |
Z, Ом |
Rэк, Ом |
Хэк, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обработка опытных данных
Расчет комплексных сопротивлений и комплексных проводимостей в алгебраической и показательной форме записи.
Двухполюсник :
_______________________ Ом, _______________________ .
Двухполюсник :
_______________________ Ом, _______________________ .
Двухполюсник :
__________________________ Ом, ________________________ .
Проверка отношений эквивалентных преобразований
В общем виде |
В цифровом выражении |
, , ,
|
Двухполюсник ______________________________________________ ______________________________________________ |
Двухполюсник ______________________________________________ ______________________________________________ |
|
Двухполюсник ______________________________________________ ______________________________________________ |
На рис. 2 представлены треугольники сопротивлений двухполюсников в масштабе Ом/см.
Двухполюсник |
Двухполюсник |
Двухполюсник |
|
|
|
Рис. 2
Расчет комплексного сопротивления и комплексной проводимости двухполюсника по величинам физических параметров: L = мГн; = Ом; R = Ом; C = мкФ. Частота f = 50 Гц, с–1.
________________________________ , ________________________________ Ом, |
_______ , ________Ом. |
Работу выполнил: __________________________________________
Работу принял: ____________________________________________
Лабораторная работа № 4 Исследование цепи синусоидального тока
Целью работы является получение экспериментальных данных для расчета и построения векторных диаграмм разветвленной цепи синусоидального тока; закрепление навыков расчета комплексным методом.
1. Общие сведения
При расчетах установившихся режимов линейных электрических цепей синусоидального тока мгновенным значениям синусоидальных функций времени, например, тока , ставят в соответствие комплексное мгновенное значения .
Величины
;
называют комплексными амплитудными и действующими значениями, соответственно. Аналогично для синусоидальных напряжений, э. д. с., электрических зарядов, магнитных потоков и т. д.
Для любого пассивного участка электрической цепи, содержащего элементы R, L и C , можно определить комплексное сопротивление
,
и комплексную проводимость
.
Переход к комплексным действующим значениям напряжений и токов, комплексным сопротивлениям и проводимостям позволяет при расчетах использовать:
уравнения, по форме совпадающие с законом Ома ;
1-й закон Кирхгофа для любого узла схемы замещения цепи (алгебраическая сумма по всем k ветвям узла);
2-й закон Кирхгофа для любого контура схемы замещения цепи: (алгебраические суммы по всем l ветвям контура);
методы расчета разветвленных цепей постоянного тока.
Мощности источников и пассивных участков цепи также представляются в комплексной форме:
,
где – полная комплексная мощность; – сопряженное комплексное действующее значение тока ( ).
В цепи синусоидального тока выполняется баланс комплексных, активных и реактивных мощностей источников и потребителей:
Sист Sпот ; Рист Рпот ; Qист Qпот .