Исследование линейных цепей синусоидального тока (Лабораторная работа № 2)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

Цель работы:1.Научиться моделировать цепи переменного тока с помощью EWB.

2.Осознать суть выражении для мгновенных значении напряжения и тока.

3. Получить и закрепить знания по основам символического метода.

4. Научится использовать закон Ома и законы Кирхгофа в символической форме     

5. Научится снимать простые частотные зависимости                         

6. Научится строить экспериментальные и качественные векторные диаграммы.   

ВВЕДЕНИЕ

Цепи синусоидального тока достаточно просты с точки зрения расчета. Но, как правило, вызывают у студента большие затруднения. Если не поймешь теорию и расчет этих цепей, дорога к тайнам электротехники и электроники будет закрыта наглухо. Необходимо серьезно поработать и с этим классом цепей. Ниже приведена таблица с основными формулами, которые используются в лабораторной работе.

Таблица 2.1.
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ
	Самые   главные	Если:	Главные	Очень важные	Полезные	Диаграмма
1	u=Ri	i(t)= Imsin(ωt+φ) то i(t)~Im=Imejφ U(t)~Um=Umejφ Таким образом для расчета  используют символический метод.	U = I R	Ζ=R+јX=|Z|eјφ	ω→0 XC=1/ωc→∞ XL=ωL→0 ω→∞ XC=1/ωc→0 XL=ωL→∞ UL   добротность	UR         R IR   L        L   IL          C
2			UL=IjωL =IjXL =IXLeј90
3			U=I/jωC =I(-j)хC           =IхCe –j90
4
5				Q=I2Xреактивная мощность
6	p =ui		P= Re()	P=I2R=UIcosφ

Обратите внимание на столбец «Самые главные». Это не преувеличение. Научишься пользоваться этими формулами, законами будешь понимать мир электротехники. К таблице 2.1 мы вернемся еще не раз. А сейчас приступим к выполнению пункта №1.

1.ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕПИ R-L СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА.

A.Теоретические сведения.

Исходная схема имеет вид как на (рис.2.2). Обсудим расчет этой схемы. Но, сначала поговорим об источнике энергии,- э.д.с. которого e(t)=E_msin(ωt+φ₀). Это очень важный вид э.д.с. меняющейся по синусоидальному закону. В таблице 2.2 приведены главные параметры, характеризующие эту функцию.

Таблица 2.2

Параметры
Еm	T		ω=2πf	t0	φ0=ωt0
В	с	Гц	Рад/с	с	Радиан(градус)
амплитудное значение э.д.с.	период	частота	угловая частота	начальное время	начальная фаза

Ниже показана кривая e(t), которую можно построить, откладывая по оси Х время (t)- (рис.2.1.а) или аргумент (ωt)- (рис.2.1.б)

	e(t)=Emsin(ωt+φ0)

e(t)=Emsinωt

Em

                                                                                                                                 

φ0

2π

ωt

T

t

а)                                                                                      б)

Рис.2.1. Синусоидальная функция           

uR

В исходной схеме, кроме известного элемента - резистора R, появилась индуктивность- L.Этот элемент вводят ,чтобы учесть действие закона электро- магнитной  индукции. Согласно этому закону, напряжение на зажимах индуктивно-  сти- u_L и производная тока в индуктивности L  по времени t связаны формулой: