Протокол измерений к лабораторной работе №2

«Линейная электрическая цепь постоянного тока»

 

 

Рисунок 1П. Электрическая схема исследуемой цепи

R₁ =         Ом, R₂ =      Ом, R₃ =             Ом.

 

Проверка законов Кирхгофа, принципов наложения и взаимности

 

Таблица 1 П

Результаты измерений

 

Включены оба источника: E1 = В,                Е2 = В				Включен источник э. д. с. Е1 = В		Включен источник э. д. с. Е2= В
11 мА		UR1, B		, мА		, мА
12, мА		UR2,  B		,, мА		мА
Iз, мА		UR3, B		,, мА		мА

 

Опытные данные для определения параметров эквивалентного генератора

 

Таблица 2П

Результаты измерений

 

IКЗ,  мА	Е1=U0, В	Е1=U0/IКЗ В	Ом

 

Экспериментальная зависимость I₃=f(R₃)

 

Таблица 3П

Результаты измерений

 

R3, Ом	10	47	68	100	150	220	330
I 3, мA

  

 

 

 

Рисунок 2П. Схемы исключения источников питания

 

 

3 Содержание отчета

 

1 Нарисовать схему замещения исследуемой электрической цепи, указать положительное направление токов.

2 Для исследуемой цепи записать: уравнение первого закона Кирхгофа в каждом режиме; уравнение второго закона Кирхгофа в режиме действия двух источников; принцип наложения для каждого тока; принцип взаимности. По данным табл. 1П протокола измерений проверить численно эти уравнения.

3 По данным табл. 2П рассчитать зависимости тока и мощности третьей ветви от величины ее сопротивления. Построить графики этих функций. На рисунке также нанести экспериментальные значения тока из таблицы   ЗП.

 

4 Контрольные вопросы

 

1 Что означает понятие «Линейная электрическая цепь»?

2 Дайте определение первого закона Кирхгофа и объясните, как записывается уравнение для конкретного примера.

3 Дайте определение второго закона Кирхгофа и объясните, как записывается уравнение для конкретного примера.

4 Дайте определение «Принципа наложения» и объясните метод расчета токов по принципу наложения.

5 Дайте объяснения сущности «Принципа взаимности».

6 Объясните принцип расчета электрической цепи методом «Эквивалентного генератора».

7 Каким образом можно определить «Напряжение холостого хода» при расчете цепи методом «Эквивалентного генератора»?

8 Каким образом можно определить сопротивление эквивалентного генератора R_Г при экспериментальных исследованиях?

 

Лабораторная работа № 3

 

Определение эквивалентных параметров пассивных двухполюсников

 

Целью работы:  экспериментальное определение полных и комплексных сопротивлений и проводимостей пассивных двухполюсников R-L-C в установившемся режиме синусоидальных напряжений и токов.

 

1 Общие сведения

 

На входе пассивного двухполюсника в установившемся режиме мгновенные значения напряжения и = U_m sin(ωt+ψ_u)  и тока i = I_m sin(ωt+ψ_i)   отличаются по фазе на угол φ = ψ_u - ψ_i (рисунок  3.1).

 

Рисунок 3.1. Пассивный двухполюсник и векторная диаграмма

 

Проекции напряжения на линию тока  определяют активную и реактивную  составляющие напряжения.

Проекции тока на линию напряжения  определяют активную и реактивную составляющие тока.

В цепи синусоидального тока для пассивного двухполюсника по определению вводятся следующие расчетные величины (эквивалентные параметры):

1 Эквивалентные полное Z, активное К_ж и реактивное Х_ж сопротивления:

2 Эквивалентные полная Y, активная G_эк  и реактивная  В_эк проводимости:

 

3 Комплексное сопротивление

4 Комплексная проводимость

Для указанных выше величин выполняются отношения:

 ; 

Рисунок 3.2. Схема соединения приборов к двухполюснику

 

Эквивалентные параметры определяются из физического эксперимента, в котором для заданного двухполюсника измеряют действующие значения тока и напряжения, активную мощность  или угол сдвига фаз φ между мгновенными значениями напряжения и тока (рисунок  3.2).

 

2  Содержание и порядок выполнения работы

 

В лабораторной работе исследуют R-L, R-C и R-L-C двухполюсники (рисунок  3.3).

Источником синусоидального напряжения частой f = 50 Гц является МОДУЛЬ ПИТАНИЯ UZ3. В качестве источника синусоидального напряжения можно использовать модуль ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР.  В этом случае частота f= 50 - 400 Гц.

Измерения выполняются компьютерным измерительным комплексом (смотри п. 1.4 введения). Ввод данных в компьютер выполняет блок ВВОД-ВЫВОД.  Входы 1 и 2 при их совместном использовании измеряют величину угла сдвига фаз φ между мгновенными значениями напряжения и и тока i. При емкостном характере цепи в окне  φ на экране монитора появляется величина угла больше +270°. В этом случае  φ = (величина утла на экране -360°). Например: на экране монитора угол 320°, φ = (320°-360') = -40°.

Пассивные элементы электрических схем двухполюсников выбирают из блоков МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВ и РЕАКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ. Шунт  R_ш- резистор канала А1 из блока МОДУЛЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ

 

Двухполюсник R-L       Двухполюсник R-С    Двухполюсник R-L-C

 

Рисунок 3.3. Варианты соединения сопротивлений в двухполюснике

 

Численные значения параметров элементов двухполюсников назначает

преподаватель. Рекомендуемые значения параметров : L=60, 70, 80 мГн, С= 47, 56,68 мкФ, R= 47, 68 или 100 Ом.

· Собрать электрическую цепь по схеме, приведенной на рисунке 1П протокола измерений. Подключить к схеме двухполюсник R-L.

· Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя

Запустить программу виртуальных измерений LCView. Для этого:

· Включить компьютер, дождаться окончания загрузки Windows;

· Запустить программу LCView. В центре экрана монитора появляется список лабораторных работ; справа вверху появляется надпись «Автоматическое управление».

· Выбрать работу №3 «Определение эквивалентных параметров пассивных двухполюсников».

· На экране появляются окна измерительных приборов:

 ←результат измерения напряжения на входе двухполюсника;

 ←результат измерения тока на входе двухполюсника;

←результат измерения угла сдвига фаз φ.

· Включить автоматический выключатель QF модуля питания и тумблеры SA2 источника UZ3 и Сеть модуля ВВОД-ВЫВОД.

· Установить регулятором МОДУЛЯ ПИТАНИЯ UZ3 действующее значение напряжения U  5...6 В.

· Списать с экрана монитора в таблицу  1П протокола результаты измерений напряжения U, тока I и угла сдвига фаз φ.

· Выполнить аналогичные измерения для R- С и R-L-C двухполюсников. Выполнить предварительные расчеты, указанные в протоколе измерений. Протокол измерений утвердить у преподавателя.

· Выключить тумблеры SA2 источника UZ3, Сеть модуля ВВОД-ВЫВОД.

· Выключить автоматический выключатель QF модуля питания.

Окончить работу программы LCView. Для этого:

· Правой кнопкой мыши «кликнуть» на ярлыке «Автоматическое управление».

· В появившемся списке выбрать «Закрыть».

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: