Лабораторная работа №1.«Исследование источников постоянного напряжения и тока» 5
Таблица 2.1 Исходные данные для предварительного расчёта
жүктеу/скачать 3,73 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Рассчитано
- Откуда
- Лабораторная работа№3
Таблица 2.1Исходные данные для предварительного расчёта
Таблица 2.2Результаты предварительного расчёта и измерений
Рис.2.2. Исследование схемы, с источником напряжения E и источником тока J Устанавливается требуемая величина тока источника тока I1 согласно варианта задания (см. табл.2.1). Выполняются измерение всех токов и напряжений, как это было описано в п.3.1. Результаты измерений заносятся в таблицу 2.2. 4. Выводы по работе. 5. Контрольные вопросы 5.1. Какие основные топологические понятия используются в ТЭЦ? 5.2. Для чего применяются законы Кирхгофа в ЭЦ? 5.3. Что называется ветвью, узлом и контуром в ЭЦ? 5.4. Как формулируется первый закон Кирхгофа для ЭЦ? 5.5. Сколько уравнений необходимо составить по первому закону Кирхгофа? 5.6. Как формулируется второй закон Кирхгофа? 5.7. Сколько уравнений необходимо составить по второму закону Кирхгофа? 5.8. Какой контур ЭЦ называется независимым? 5.9. Каково общее количество уравнений необходимо составить по законам Кирхгофа? 5.10. Как определяется мощность, отдаваемая источником напряжения? 5.11. Как определяется мощность, отдаваемая источником тока? 5.12. Как определяется мощность, потребляемая в сопротивлении? 5.13. Что такое баланс мощностей в ЭЦ? 5.14. Для чего используется уравнение баланса мощностей в ЭЦ? 5.15. Для заданной схемы: E1=10 В; E2=20 В; R1=10 Ом; R2=20 Ом; I1=0,7 А; I2=1,3 А. Определить напряжение Uав. 5.16. Для заданной схемы: R1=10 Ом; R2=20 Ом; R3=30 Ом; E1=80 В; E2=20 В; J=3 А. Составить систему уравнений по закону Кирхгофа. 5.17. Для схемы (п.5.16) определить токи в ветвях методом наложения. 5.18. Для схемы (п.5.16) составить уравнение баланса мощностей. 5.19. Для схемы (п.5.16) определить напряжение Uав. 5.20. В схеме (п.5.15) определить все токи: I3, I4, I5. Приложение 2.Теоретические сведения Первый закон Кирхгофа (закон Кирхгофа для токов) применяется к узлам электрической цепи (ЭЦ) и вытекает из принципа непрерывности электрического тока. Одна из его формулировок такова: алгебраическая сумма токов всех ветвей, присоединённых к узлу, равна нулю. , (2.1) где n – количество ветвей, присоединённых к рассматриваемому узлу. При составлении уравнений по первому закону Кирхгофа токи направленные к узлу будем брать со знаком «+», токи, направленные от узла, берутся со знаком «-». Число уравнений по первому закону Кирхгофа на единицу меньше общего числа узлов ЭЦ. Второй закон Кирхгофа (закон Кирхгофа для напряжений) применяется к контурам ЭЦ. Одна из него формулировок такова: в любом контуре ЭЦ алгебраическая сумма падений напряжений на сопротивлениях равна алгебраической сумме ЭДС (2.2) где n – количество сопротивлений в контуре; m – количество источников ЭДС в контуре. При составлении уравнений по 2-му закону Кирхгофа обычно со знаком «+» берут те падения напряжений RiIi, на которых направление обхода контура совпадает с направлением тока Ii, в сопротивлении Ri. В противоположном случае падения напряжения RiIi берутся со знаком «-». ЭДС источников Ei берутся со знаком «плюс», если направление обхода контура совпадает с направлением стрелки этого источника. Число уравнений по 2-му закону Кирхгофа равно числу независимых контуров. Независимыми называются такие контуры, которые отличаются от других контуров хотя бы одной ветвью. Общее число уравнений по законам Кирхгофа равно числу неизвестных токов в ЭЦ. В лабораторной работе исследуется схема (рис.2.1,а) с двумя источниками напряжения Е1 и Е2 и схема (рис. 2.1,б) с одним источником напряжения Е1 и одним источником тока J. а) б)
Рис.2.1. Схема с двумя источниками напряжения Е1,Е2 (а) и схема с источником напряжения Е и источником тока J
Для схемы рис.2.1,а токи в ветвях I1,I2,I3 могут быть определены из решения системы уравнений по законам Кирхгофа -I1-I2+I3=0; R1I1+R3I3=Е1; (2.3) R2I2+R3I3=Е2. Откуда; (2.4) ; (2.5) (2.6) (2.7) ; ; (2.8) Напряжения на элементах цепи соответственно равны: U1=R1I1; U2=R2I2; U3=R3I3. (2.9) Для схемы 2.1,б токи в ветвях можно определить из решения системы уравнений по законам Кирхгофа (2.10) Откуда ; (2.11) (2.12) (2.13) Напряжение на элементах цепи соответственно равны: U1=R1I1; U2=R2Ј; U3=R3I3; (2.14) UЈ=U2+U3=R2Ј+R3I3. (2.15) Правильность расчёта токов можно проверить из решения уравнения баланса мощностей: Рпр=Рист, где Рист– алгебраическая сумма мощностей источников; Рпр– сумма мощностей приёмников. Для первой схемы(см. рис. 2.1,а) уравнение баланса мощностей имеет вид: R1I12+R2I22+R3I32=E1I1+E2I2. (2.12) Для второй схемы(см. рис. 2.1,б)уравнение баланса мощностей имеет вид: R1I12+R2Ј2+R3I32=E1I1+UЈЈ2. (2.13) Лабораторная работа№3«Исследование RL- и RC-цепей при гармоническом воздействии»Цель работы: На ПЭВМ с помощью программы Electronics Workbench исследовать поведение RL- и RC-цепей при установившемся гармоническом режиме на разных частотах. Решаемые задачи: 1.1. Овладение методикой экспериментального определения параметров элементов схем замещения приемников электрической энергии переменного тока. 1.2. Овладение методикой компенсации реактивной мощности. 1.3. Исследование режимов цепи при изменении емкости конденсаторов. 2. Объект и средства исследования. Объект- виртуальные модели источников переменного напряжения и тока. Средства - компьютерный класс и пакет программ Electronics Workbench. 3. Рабочее задание 3.1. Подготовить бланк протокола. 3.2. Изучить по Приложению 3 к этой работе теоретический материал. 3.3. Пройти собеседование и получить допуск к работе. 3.4. Исследовать схемы RL- и RС-цепи. Для этого собрать схему, приведённую на рис.3.1 (3.2) и 3.3 (3.4) Рис.3.1. Схема исследования RL-цепи Рис.3.2. Схема для измерения (f) и мгновенных значений u(t) и uR(t) Производится переустановка параметров элементов RL- или RC-цепи согласно требуемого варианта (см.табл.3.1), т.е. устанавливаются параметры цепи, которые использовались в предварительном расчёте. Для переустановки параметров элементов надо дважды щёлкнуть левой клавишей мыши на изображении элемента и затем в раскрывшемся окне установить требуемую величину параметра элемента, после чего щёлкнуть мышью на кнопку «ОК». Переустановить генератор на требуемую частоту и записать показания вольтметров, подключённых параллельно сопротивлению, индуктивности (ёмкости). Результаты измерений на всех требуемых частотах занести в табл.3.2. Для измерения сдвига фаз между входным напряжением u и током iRL-цепи надо собрать схему, приведённую на рис 3.2. Два раза щёлкнув левой клавишей мыши по изображению измерителя частотных характеристик (ИЧХ) мы раскроем его переднюю панель и на экране монитора ПЭВМ появится частотная характеристика =u-i, аналогичная той, которая приведена на рис.3.4,в. Установив курсор слева и нажав левую клавишу мыши на вертикальной оси графика и не отпуская, её перетащить вертикальную линию на ту частоту, на которой требуется выполнить измерение . Далее, сдвигая вертикальную линию вдоль оси частот и, устанавливая её в точки, соответствующие требуемым частотам, можно измерить на всех нужных частотах. Результаты измерений (f) заносятся в табл.3.2. Для измерения мгновенных значений входного напряжения u(t) и напряжении на сопротивлении uR(t) закрывается передняя панель ИЧХ и и открывается передняя панель двухканального осциллографа и после установки частоты генератора f=fГ срисовываются осциллограммы u(t) и uR(t), которые имеют вид, приведённый на рис.3.1,в. Рис.3.3. Схема исследования RC-цепи Рис.3.4. Схема измерения сдвига фаз между u и iRC-цепи Установка параметров RC-цепи и измерения UR, UC, (рис.3.3) на разных частотах выполняются аналогично п.3.1. Результаты измерений заносятся в табл.3.2. Для измерения сдвига фаз между входным напряжением u и током i =u-i RC-цепи надо собрать схему, приведённую на рис.3.4. После чего необходимо раскрыть переднюю панель ИЧХ и выполнить измерения (f) на заданных частотах, аналогично тому, как это было описано в п.3.1. Исследование мгновенных значений u=u(t) и uR=uR(t) выполняются аналогично описанному ниже (см. п.3.1). Для заданного варианта параметров RL- или RC–цепи (рис.3.1,а; рис.3.2,а), приведённого в таблице 3.1. Таблица 3.1. Исходные данные для предварительного расчёта и эксперимента
жүктеу/скачать 3,73 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||