21 (Несколько готовых лабораторных работ)
Описание файла
Документ из архива "Несколько готовых лабораторных работ", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "теоретические основы электротехники (тоэ)" из 4 семестр, которые можно найти в файловом архиве НИУ «МЭИ» . Не смотря на прямую связь этого архива с НИУ «МЭИ» , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лабораторные работы", в предмете "теоретические основы электротехники (тоэ)" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "21"
Текст из документа "21"
Лабораторная работа №21
«Линейные цепи несинусоидального периодического тока»
Подготовка
1)Записать ряды Фурье, ограничиваясь пятью слагаемыми, для напряжения U прямоугольной формы (меандра) и для однополупериодного выпрямленного синусоидального напряжения. Считать, что напряжения заданы кривыми, симметричными относительно оси ординат.
а) Напряжение U прямоугольной формы ( меандр )
Гармоники меандра определяются слагаемыми:
Ограничимся 5-ю слагаемыми:
б) Однополупериодное выпрямленное синусоидальное напряжение.
2)Для напряжения однополупериодного выпрямления построить на одном графике кривые мгновенных значений, соответствующие первым четырем слагаемым разложения в ряд Фурье, и их результирующую.
Построить амплитудный и фазовый спектры напряжения однополупериодного выпрямления.
Напряжение однополупериодное выпрямленное синусоидальное. Кривые мгновенных значений. ( первые 4 слагаемых)
Амплитудный и фазовый спектры напряжения
однополупериодного выпрямления.
3)Объяснить, как в цепи рис 1. (где Г - генератор синусоидального напряжения, LC - параллельный контур высокой добротности с резонансной частотой f0, R - дополнительно включаемый резистор) экспериментально определить амплитуду второй гармоники напряжения преобразователя, работающего, как однополупериодный выпрямитель.
Рис. 1
Выставляем на генераторе напряжения частоту f0/2, тогда сопротивление контура для второй гармоники будет во много раз больше, чем для остальных гармоник и напряжение на контуре будет напряжением второй гармоники.
-
Определить в общем виде амплитуды первой и третьей гармоник тока в последовательной цепи, содержащей резистор с сопротивлением r и катушку с индуктивностью L, потерями в которой можно пренебречь, если r=1L=2f1L при питании цепи от источника напряжения в форме меандра с частотой f1 и максимальным напряжением Umax. Повторить расчет для цепи, в которой вместо катушки включен конденсатор емкостью C, при условии 1/1C=1L.
Рассчитать, во сколько раз при этом изменится отношение амплитуды тока третьей гармоники к амплитуде первой.
а) 
б) 
5)Вычислить резонансную частоту f0р параллельного контура рис. 1, полагая, что L - суммарная индуктивность двух последовательно соединенных катушек с индуктивностями 26 и 16 мГн, а емкость C=6800 пФ
Выполнение работы
Теоретическое значение резонансной частоты f0р=9,42 кГц.
Значение резонансной частоты из опыта: f0= 8,9 кГц.
Относительная погрешность теоретического значения резонансной частоты 
Напряжение на выходе преобразователя U1=68 В
Напряжение на параллельном контуре U2=21 В
Коэффициент передачи по напряжению 
Значение резонансной частоты из опыта: f0= 8,9 кГц.
Показания вольтметра при напряжении в форме меандра: UVМ=8 В.
Показания вольтметра при напряжении синусоидальной формы с амплитудой равной амплитуде меандра: UVS=5,1 В.
Амплитудное значение напряжения синусоиды и меандра 
.
Проверка: 
.
Таблица измерения действующих значений напряжений для первых трех гармоник меандра.
| Гармоника | Частота, кГц | Показания вольтметра, В |
| 1 | 8,9 | 1,85 |
| 3 | 2,96 | 0,61 |
| 5 | 1,78 | 0,35 |
Теоретическое значение резонансной частоты f0р=9,42 кГц.
Показания вольтметра при однополупериодном выпрямленном напряжении: UVП=34 В.
Показания вольтметра при напряжении синусоидальной формы с той же амплитудой, что и однополупериодного напряжения: UVS=64 В.
Таблица измерения действующих значений напряжений для первых трех гармоник однополупериодного напряжения.
| Гармоника | Частота, кГц | Показания вольтметра, В |
| 1 | 8,9 | 8,4 |
| 2 | 4,45 | 3,3 |
| 4 | 2,2 | 0,74 |
Вычисление по результатам измерения отношение значений амплитуд напряжения первой гармоники ко второй: 
.
Теоретическое отношение амплитуды первой гармоники к амплитуде второй 
.
Оценка в процентах расхождения полученного результата с теоретическим: 
Определение амплитудных значений гармоник меандра (с первой по пятую):
Из п. 4 UMAX=7,2 В.
Амплитуды гармоник меандра: 
Экспериментальное определение амплитуд гармоник меандра: 
Результаты представлены в таблице:
| Гармоника | Теоретическое амплитудное значение | Опытное амплитудное значение | Расхождение, % |
| 1 | 9,16 | 8,72 | 4,8 |
| 3 | 3,05 | 2,88 | 5,5 |
| 5 | 1,832 | 1,65 | 9 |
Установка параметров цепи, при которых сопротивление цепи практически чисто индуктивное: 
Аналитическое выражение, устанавливающее связь мгновенных значений напряжения на катушке и тока в ней.
График тока и напряжения на катушке
Установка параметров для схемы рис. 4
