Исследование разветвленной электрической цепи синусоидального тока

Цель работы

Экспериментальная проверка законов Кирхгофа. Сопоставление экспериментальных значений с расчетными по методу пропорционального пересчета. Построение волновых и векторных диаграмм токов и напряжений.

Домашнее задание

1. Каковы основные характеристики синусоидального сигнала?

2. Как сдвинуты друг относительно друга векторы тока и напряжения для резистора, конденсатора и катушки индуктивности?

3. Что такое комплексное сопротивление конденсатора и катушки индуктивности, как записать его в алгебраической и показательной форме?

 

 

Схема эксперимента

Рис. 1

 

Рабочее задание

 

1. Собрать схему (рис. 1) на экране.

2. Включить схему.

3. Показания приборов занести в табл. 1.

4. Произвести по результатам испытаний электрической цепи экспериментальную проверку законов Кирхгофа для [ n-1 ] числа узлов и [ k ] независимых контуров.

5. Для узла [А] экспериментально проверить I закон Кирхгофа с помощью метода векторных диаграмм.

6. Проверить II закон Кирхгофа для разомкнутого контура, образованного второй ветвью и ветвью с вольтметром (R2, C2, Uv).

7. Методом пропорционального пересчета рассчитать токи в ветвях электрической цепи, полагая I5=1 A. Результаты занести в табл. 1.

8. Результаты расчета по п. 7 рабочего задания сопоставить с опытными.

 

Результаты экспериментов и их обработка

Таблица 1

Результаты эксперимента	Результаты расчета
U, B	I1, A	I2, A	I3, A	I4, A	I5, A	U, B	I1, A	I2, A	I3, A	I4, A	I5, A

Вопросы к защите

1. Каковы основные характеристики гармонического сигнала?

2. Чем различаются понятия фазового сдвига и начальной фазы для гармонических сигналов?

3. Какова связь между действующим, средним и амплитудным значениями гармонического сигнала?

4. Как изображается гармоническое колебание с помощью вектора? Что такое векторная диаграмма, топографическая диаграмма напряжений?

5. Как сдвинуты друг относительно друга векторы тока и напряжения для резистора, конденсатора и катушки индуктивности?

 

Список литературы:

1. Карлащук В. И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronic Workbench и ее применение. М.: Солон-Р, 2000. С. 145-155.

2. Касаткин А. С., Немцов М. В. Электротехника: Учебник. М.: Высш. шк., 2000. С. 37-101.

3. Панфилов Д. И., Иванов В. С., Чепурин И. Н. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях. Практикум на Electronic Workbench. М.: Изд-во «Додэка», 1999. Т1. С. 127-158.

Лабораторная работа № 5

Исследование резонанса

В сложной электрической цепи

Цель работы

Экспериментальная проверка условия резонанса в электрической цепи с помощью осциллографа путем измерения комплексного входного сопротивления с помощью боде-плоттера и векторной диаграммы.

Домашняя подготовка

1. Запишите условие резонанса в электрической цепи.

2. Запишите входное сопротивление для схемы (рис. 1).

3. Как с помощью осциллографа можно убедиться, что цепь настроена на резонанс?

 

Схема эксперимента

Рис. 1

 

Порядок выполнения эксперимента

1. Собрать схему (рис. 1) на экране.

2. Рассчитать значение сопротивления R3, необходимое для резонанса в цепи. Записать значение в табл. 1.

Указание: Расчет сопротивленияR3 выполнить, записав входные сопротивления цепи относительно зажимов источника и приравняв мнимую часть входного сопротивления к нулю.

3. С помощью осциллографа определить условие резонанса в электрической цепи, подобрав сопротивление R3таким образом, чтобы напряжение и ток источника совпадали по фазе. Результат записать в табл. 1.

4. Проверить полученный результат с помощью боде-плоттера и датчиков тока.

5. Сопоставьте данные результата расчета с помощью боде-плоттера с результатами расчета входного сопротивления цепи.

6. Занесите значения токов в ветвях цепи в табл. 1.

7. Рассчитайте токи в ветвях цепи. Результаты расчета запишите в табл. 1.

8. Сопоставьте экспериментальные данные с рассчитанными.

9. Постройте векторную диаграмму напряжений и токов для цепи на рис. 1.

10. Экспериментальным способом снять амплитудную и фазочастотную характеристику и зарисовать ее график.

Результаты эксперимента и их обработка

Таблица 1

Результаты эксперимента	Результаты расчета
R3, Ом	I1, A	I2, A	I3, A	R3, Ом	I1, A	I2, A	I3, A

Вопросы к защите

1. Дайте определение явления резонанса в электрических цепях переменного тока.

2. В каких областях техники резонансные явления находят наибольшее применение? Почему?

3. Смоделируйте схему резонансной цепи с минимальным количеством элементов.

4. Как должна измениться емкость конденсатора в схеме на рис. 1, если при сохранении резонанса индуктивность катушки увеличилась в 5 раз?

 

Список литературы:

 

1. Карлащук В. И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronic Workbench и ее применение. М.: Солон-Р, 2000. С. 151-156.

2. Касаткин А. С., Немцов М. В. Электротехника: учебник. М.: Высш. шк., 2000. С. 88-94.

3. Панфилов Д. И., Иванов В. С., Чепурин И. Н. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях. Практикум на Electronic Workbench. М.: Изд-во «Додэка», 1999. Т1. С. 159-196.

 

Лабораторная работа № 6

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. II. ОЩУЩЕНИЯ. ИССЛЕДОВАНИЕ ОЩУЩЕНИЙ ПСИХОФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
2. IV.1. Исследование самооценки
3. Автоматические выключатели с тепловыми расцепителями
4. Анализ денежных потоков и расчет ликвидного денежного потока.
5. АНАЛИЗ И РАСЧЁТ ОДНОФАЗНОЙ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
6. Бесконтактный двигатель постоянного тока
7. Биохимическое исследование крови и мочи
8. Блоки панельные электрической централизации
9. Блоки релейные исполнительной группы электрической централизации
10. Блоки релейные маршрутного набора электрической централизации
11. Блоки релейные модернизированные исполнительной группы электрической централизации
12. В медицинской практике с целью прогревания конечностей при их отморожении действуют токами ультравысокой частоты (УВЧ). Известно, что при этом не наблюдается сокращения мышц.