ЛР №2_Цепи синусоидального тока_пример (1064113)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Лабораторная работа №2«Исследование линейных электрических цепей синусоидального тока»ВыполнилИванов А.А.10.04.15Подп.ПроверилПетров Б.Б.10.04.15Подп.МГТУ им.Н.Э.БауманаГр.Стенд№Цель работы – изучение основных свойств, законов и режимов работы линейных электрическихцепей синусоидального тока. Экспериментальное определение значений параметров элементов, входящих висследуемую цепь, изучение их влияния на режим ее работы; экспериментальное исследование режимоврезонанса напряжений и токов.1. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДАЛабораторная работа выполняется на универсальном лабораторном стенде на лицевой панели,предназначенной для исследования цепей переменного синусоидального тока.Стенд содержит:S1 – общий переключатель электропитания стенда, расположен в правом нижнем углу стенда(включен – вверх, выключен – вниз).ЛАТР, Т1 (рис.

1) – регулируемый источник синусоидального напряжения от 0 до 210 В, частотой 50 Гц.S45 (рис. 1, 1) – переключатель автотрансформатора Т1 (включен – вверх, выключен – вниз);Регулирование переменного напряжения осуществляют двумя галетными переключателями(расположены на стенде слева внизу). Левый переключатель (рис. 1, 2) – двух диапазонный, он позволяет регулировать напряжение либо от 0 до 100 В (внутренняя шкала), если переключатель S42 (рис. 1, 3)в нижнем положении; либо от 100 до 210 В (внешняя шкала), если переключатель S42 в верхнем положении. Дискретность регулировки левым переключателем – 10 В. Правый переключатель (рис. 1, 4) позволяет осуществлять более точную установку напряжения с дискретностью 1 В.Рис.

1. Лабораторный автотрансформатор (ЛАТр) Т1.Рис. 2. Батарея конденсаторов С1.С1 (рис. 2) – батарея конденсаторов, соединенных параллельно. Емкость конденсаторов указанав мкФ.S17....S26 – переключатели в батарее конденсаторов. Включенное положение – вверх. Так какпри параллельном соединении емкости складываются, то замыкая нужные переключатели, можно установить требуемое значение емкости. Например, если замкнуты переключатели S17, S21 и S26 (рис.

2),то емкость С1=0,1+1,0+16=17,1 мкФ.А6 - амперметр электромагнитной системы, номинальная величина шкалы зависит от положенияпереключателя под прибором (0,1 А, 0,5 А, 1 А).L2 – катушка индуктивности, расположенная на макете схемы (рис. 4). Переключатель L2 должен находиться в положении 2 (катушка, намотанная на ферромагнитном сердечнике с воздушным зазором).S12 (рис. 4) – ключ на макете схемы, обеспечивающий подачу напряжения от источника Т1.2. ЗАДАНИЯ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.Задание 1.

Исследование линейной электрической цепи при последовательном соединениикатушки индуктивности L2 и батареи конденсаторов С1 (резонанс напряжений).Электрическая схема цепи приведена на рис. 3, монтажная схема – на рис. 4.Для выполнения задания необходимо:1. Собрать схему (рис. 4) путем установки перемычек. Выключатель S42 (рис. 1) поставить в положение, при котором напряжение регулируется от 0 до 100 В (вниз).

Регуляторы напряжения установить в 0. Ключи батареи конденсаторов С1 (рис. 2) поставить в положение выключено (вниз).Переключатель под амперметром А6 включить на 0,5 А.Рис. 3. Электрическая схема (резонанс напряжений).Рис. 4. Монтажная схема (резонанс напряжений).Подключить цифровой вольтметр к точкамисхемы (рис. 3 и 4).Включить питание цифрового вольтметра (сдвинуть переключатель на задней стороне вольтметра В7-35 или нажать клавишу включения питания, если используется вольтметр иного типа).Примечание. В лабораторной работе при измерении напряжений используется единственныйцифровой вольтметр.

Измерение напряжений на различных элементах схемы осуществляется путемподключения двух проводов вольтметра к соответствующим точкам монтажной схемы. Полярностьподключения проводов (так как измеряется переменное напряжение) не имеет значения.Внимание. Вольтметр должен быть переведен в режим измерения переменного напряжения.Включить выключатель S45 (рис. 1) вверх и установить галетные переключатели в положение20.Предъявить схему на проверку преподавателю.Проведение измерений.

При получении разрешения на проведение эксперимента:- включить питание стенда S1 (вверх);- подать питание на схему (рис. 4), переключив S12 в верхнее положение;- снять показание вольтметра и занести измеренное напряжение U в таблицу 1.Изменяя емкость батареи конденсаторов С1, установить в цепи резонанс напряжений, которомусоответствует максимальное значение общего тока, измеряемое амперметром А6.Методика подбора резонансной емкости. Величина резонансной емкости на разных стендахнаходится в пределах от 12 до 22 мкФ. Установите вначале С1=16 мкФ. Запомните положение стрелкиамперметра А6. Установите С1=17 мкФ путем добавления емкости 1 мкФ к предыдущему значению.Если стрелка амперметра отклонилась в большую сторону, то С1=17 мкФ ближе к резонансномузначению, чем С1=16 мкФ.

В этом случае продолжайте постепенно увеличивать С1 и при максимуметока зафиксируйте значение резонансной емкости.При отклонении стрелки в меньшую сторону, установите С1=12 мкФ, запомните положениестрелки амперметра и, постепенно увеличивая значение С1, зафиксируйте резонансный ток и емкостьСрез . Запишите величину Срез в таблицу 1 (строчка, выделенная серым цветом).Таблица 1ИзмереноВычисленоR  ( RК  RШ )  (U / I рез ) ОмUВС1, мкФUС , В U К , В U Ш , ВxC , Омcos I, АР, ВтS , BAz, ОмСрез  76,549,225,80,10,1020,5772,02194,12482,350,285Срез  58,553,036,00,1470,1501,2482,97132353,30,42Срез  310,571,258,60,250,2553,6065,04977,65279,20,71413,579,179,30,350,3577,077,0755,46221,61Срез  316,551,563,60,2760,2814,385,56470,46183,270,787Срез  619,530,746,90,1970,2012,2413,9898,51152,70,563Срез  922,521,939,60,1630,1661,5283,287119,28131,90,465P  I2  RS  UIС1  СрезФормулы для вычисленияIUШRШzUIxC UСIcos  PSЗатем проведите измерение напряжений на отдельных элементах схемы:а) подключите провода вольтметра к точкамисхемы (рис.

3 и 4), измерьте напряжение наемкости U С и занесите результат в таблицу 1;б) подключите провода вольтметра к точкамисхемы (рис. 3 и 4), измерьте напряжение накатушке индуктивности U К и занесите результат в таблицу 1;в) подключите провода вольтметра к точкамисхемы (рис. 3 и 4), измерьте напряжение нашунте U Ш и занесите результат в таблицу 1.Установите значение емкости конденсатора С1  Срез  3, уменьшив, таким образом, величинуемкости на 3 мкФ. Проведите аналогичные измерения по пунктам а, б и в, занося результаты в строчкуСрез  3.Продолжайте измерения при всех указанных в таблице 1 значениях емкости.Обработка результатов измерений.1.

Вычислите значение тока при резонансе, используя данные из резонансной строки таблицы 1,Uи формулу I рез  Ш . Сопротивление шунта RШ приведено в табличке на лицевой части стенда. ЗанеRШсите значение I рез в таблицу 1.2. Вычислите суммарное активное сопротивление катушки RК и шунта RШ по формулеR  ( RК  RШ )  (U / I рез ), и занесите полученное значение в таблицу 1.3. Проведите остальные вычисления, используя формулы из нижней строки таблицы 1.4.

Для цепи, находящейся в состоянии резонанса (С1  Срез ) произвести вычисления величин,указанных в таблице 2, результаты записать в таблицу 2. При вычислениях использовать формулы, приведенные в нижней строке таблицы.По результатам измерений и вычислений (см. таблица 1) построить графики зависимостей:1) z ( xC ), I ( xC ), cos ( xC ) в общих осях координат (рис. 5).Перед построением графиков разметьте ось абсцисс по данным таблицы 1, внеся соответствующие значения xC в поля, отмеченные серым цветом.2) P( xC ), S ( xC ) в общих осях координат (рис.

6).Таблица 2Вычислено при С1  Срез zк ,RК ,x LК ,LК ,Ом222,13UКIОм54,48Ом215,34R  RШzк2  RК2Гн0,686x LК314cos К0,245RКzкК ,град76SК ,QL ,xC ,ВА28,24ВАр27,44-UК  II 2  xL КОм221,6UCIРис. 5. Графики z ( xC ), I ( xC ), cos ( xC ).x,Ом-6,26ВАр28,24xLК  xCI 2  xCQС ,Рис. 6. Графики P( xC ), S ( xC ).По данным таблиц 1 и 2 построить на рис. 7 векторные диаграммы токов и напряжений в цепидля трех случаев С1  Срез ; С1  (С рез  5) мкФ; С1  (С рез  6) мкФ.Рядом с каждой векторной диаграммой указать характер эквивалентной нагрузки цепи (активная,активно-индуктивная, активно емкостная).Методические рекомендации при построении векторных диаграмм.

Занесите данные, необходимые для построения диаграмм, в таблицу 3 (данные берутся из таблицы 1). Угол  сдвига фаз между входным напряжением и током необходимо вычислить по значению cos  с учетом знака (   0при С1  Срез  5,   0 при С1  Срез  6) .Таблица 3С1, мкФ cos   , град U , В U С , В U К , ВС1  Срез1019,879,179,3Срез  50,42 6519,853,036,0Срез  60,565619,830,746,9Векторная диаграмма напряжений представляет собой отображение на комплексной плоскостиуравнения второго закона Кирхгофа для исследуемой схемы (рис. 3). В комплексной форме это уравнение получится, если обойти контур, например по часовой стрелке, начиная с точкиU C  U К  U Ш  U  0. Пренебрегая в виду малости напряжением U Ш и переписывая это уравнениеотносительно входного напряжения, получим: U  U  U . Таким образом, вектор входного напряжеCКния есть векторная сумма напряжений на конденсаторе и катушке индуктивности.Пример построения векторной диаграммы при   0 показан на рис.

8. Для построения векторной диаграммы (для каждого из трех случаев) рекомендуется:1). Отложить с учетом выбранного масштаба вектор входного напряжения U под углом  (положительное направление – против часовой стрелки) к вектору входного тока (рис. 8 а).2.

Отложить под углом  90 к току вектор напряжения на емкости U C (рис. 8 б).3. Отложить вектор U так, чтобы соблюдалось векторное соотношение U  U  U (рис. 8. в).КCКРис. 7. Векторные диаграммы (резонанс напряжений).Рис. 8. Пример построения векторной диаграммы напряжений.Задание 2. Исследование линейной электрической цепи при параллельном соединении катушки индуктивности и батареи конденсаторов С1 (резонанс токов).Электрическая схема цепи приведена на рис.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лабораторной работы