Построение электрической цепи, располагая параметрами эквивалентной схемы замещения четырехполюсника, рассчитанными по данным опытов его холостого хода и короткого замыкания

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

ОТЧЕТ

о лабораторной работе №10

«Исследование пассивного четырехполюсника»

Работу выполнил студент группы 3021/3     

           Горбатенко А.Н. 

Работу принял преподаватель

Санкт-Петербург, 2005 г.

1.  Цель работы:

Убедиться в том, что, располагая параметрами эквивалентной схемы замещения четырехполюсника, рассчитанными по данным опытов его холостого хода и короткого замыкания, можно построить эквивалентную электрическую цепь, внешняя характеристика которой совпадает с внешней характеристикой заданного четырехполюсника.

2.  Рабочие формулы и исходные данные:

.

3.  Схема установки:

Четырех- полюсник

φ

V

А

А) Для п. 4.1 программы работы:

Четырех- полюсник

V2

V1

А

АТ

Б) Для п. 4.2. программы работы:

L

C

АТ

В) Для п. 4.4. программы работы:

R

А

V1

АТ

V2

4.  Программа работы:

4.1  ОпределениеZ₁₀, Z_1k, Z₂₀, Z_2k:

Табл. 1. Результаты измерений и их обработка

Опыты со стороны первичных зажимов				Опыты со стороны вторичных зажимов
Опыт х.х		Опыт к.з		Опыт х.х		Опыт х.х
I10, А	U10, В	I1k, А	U1k, В	I20, А	U20, В	I2k, А	U2k, В
0,47	60	1,00	60	0,37	60	0,77	60
Z10, Ом		Z1k, Ом		Z20, Ом		Z2k, Ом
122,5 - j35,7		57 + j18,6		121,6 + j107		17,2 + j75,5
φ10, º		φ1k, º		φ20, º		Φ2k, º
-17		19		41		75

            Пример определения сопротивления Z на примере опыта х.х. относительно первичных зажимов:

Для определения правильности выполненных измерений, проверим выполнение следующих соотношений:

,

            Видим, что соотношения выполняются.

4.2  Снятие внешней характеристики исходного четырехполюсника:

Табл. 2. Результаты измерений и их обработка

U₀ = 60, В

RПР	Исходный четырехполюсник		Эквивалентная схема
	U2, В	I2, А	U2, В	I2, А
0	56,4	0	54,8	0
1	50,4	0,18	49,6	0,26
2	48,4	0,24	47,2	0,30
3	43,2	0,33	43,2	0,38
4	39,6	0,38	40,0	0,43
5	35,6	0,44	36,8	0,47
6	31,2	0,49	32,4	0,52
7	24,0	0,56	22,8	0,67
8	12,4	0,64	12,4	0,69
9	0	0,69	0	0,75

4.3  Расчет параметров Т- и П - образных эквивалентных схем четырехполюсника:

            Рассчитаем А-параметры четырехполюсника:

            Тогда схемы замещения будут выглядеть следующим образом:

Рис. 1. Т - образная схема замещения исходного четырехполюсника

Рис. 2. П - образная схема замещения исходного четырехполюсника

            Очевидно, что П - образная схема не имеет физического смысла, а следовательно, не может быть воплощена реально, поскольку вещественная часть комплексного сопротивления одного из элементов есть отрицательное число. Определим конкретные параметры эквивалентной схемы:

Согласно указанию преподавателя пренебрежем некоторыми вещественными составляющими. Следовательно:

R₁ = Re(Z₁) = 0; X₁ = Im(Z₁) = -36, Ом; => C = 1/(X₁∙2π∙f) = 88 мкФ;

R₂ = Re(Z₂) = 0; X₂ = Im(Z₂) = 106, Ом; => L = X₂/(2π∙f) = 0,338 Гн:

R₃ = Re(Y₃) = 1/0,008 = 125 Ом; X₃ = Im(Z₃) = 0, Ом

4.4  Снятие внешней характеристики эквивалентной схемы:

            Результаты приведены в Табл. 2.

4.5  Построение круговой диаграммы исследуемого четырехполюсника:

Полученную диаграмму смотрите на Рис.3

 4.6 Результаты полученные из круговой диаграммы:

Uпр, В	56	50	49	43	40	36	32	23	12	0
Iпр,А	0	0.2	0.3	0.4	0.45	0.5	0.55	0.6	0.65	0.7

4.7 График внешней характеристики исследуемого четырехполюсника, характеристику U₂=f(I₂) четырехполюсника, эквивалентного ему, и внешнюю характеристику исследуемого четырехполюсника, полученную из построенной диаграммы.

4.8 Выводы: