Исследование простых цепей переменного синусоидального тока (Лабораторная работа по ТОЭ № 4Н)

Страницы работы

7 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

Министерство образования Республики Беларусь

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 


Кафедра “Электротехника и электроника”

Лабораторная работа по ТОЭ №4Н

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТЫХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО

 СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

М и н с к    2 0 10

Л а б о р а т о р н а я   р а б о т а   №4Н

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТЫХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО

 СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

4.1. Цель работы

1. Изучение методов расчета простых цепей переменного синусоидального тока.

2.  Анализ соотношений между напряжениями и токами в цепях переменного тока с последовательным или параллельным соединением резисторов, конденсаторов и катушек.

3. Анализ углов сдвига фаз между напряжениями и токами в цепях переменного тока с последовательным или параллельным соединением резисторов, конденсаторов и катушек.

4. Изучение методов построения векторных диаграмм токов и напряжений для различных схем.

4.2. Исходные данные

Заданы:

1. Эквивалентные схемы исследуемых цепей (рис. 4.1, 4.2, 4.3, 4.4).

2. Параметры элементов схем (табл. 4.1).

3. Рабочие схемы исследуемых цепей и схемы включения измерительных приборов (рис 4.5, 4.6, 4.7, 4.8).

 

 


           Т а б л и ц а   4.1.

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

  U, В

45

50

55

60

65

45

50

55

60

65

R, Ом

35

40

45

50

55

40

45

50

55

60

XL , Ом

45

50

55

60

65

50

55

60

65

70

XC , Ом

40

45

50

55

60

45

50

55

60

65

4.3. Теоретические сведения и методические указания

В линейных цепях переменного тока все режимные функции (токи, напряжения) изменяются во времени по синусоидальному закону. При расчете таких цепей синусоидальные функции времени заменяют комплексными числами, в которых модули равны действующим значениям функций, а аргументы  - начальным фазам функций:  

u(t) = Um×sin(wt+a) ↔ U =  (Um/√2)∙e 

i(t) = Im×sin(wt+b) ↔ I  = (Im/√2)∙e 

Реактивные сопротивления катушки и конденсатора: XL = wL, XC = 1/wC.

Расчет токов, напряжений, углов сдвига фаз в рассматриваемых схемах   можно выполнять как  в комплексной, так и в обычной форме.

Алгоритм расчета схемы с  последовательным соединением элементов R, L, C в комплексной форме выглядит так:

Z= R + j(XL - XC) = Zejj - комплексное сопротивление схемы;

I= E / Z - ток в схеме;

UR = I·R, UX = I·jX-напряжения на отдельных элементах;

φarg(Z ) – угол сдвига фаз между напряжением и током.

Расчет схемы с последовательным соединением элементов R, L, C можно выполнить в обычной векторной форме:

- полное сопротивление схемы; 

I = E/Z - ток в схеме;

UR = I·R, UX = I·X-напряжения на отдельных элементах;

-угол сдвига фаз  между напряжением и током.

Алгоритм расчета схемы с  параллельным соединением элементов R, L, C в комплексной форме выглядит так:

IR = E / RIL = E / jXL;   IC = E /(- jXC) - токи в отдельных ветвях;

I=IR  +IL + IC  - ток источника;

φarg(U) -arg(I) – угол сдвига фаз.

Расчет схемы с параллельным соединением элементов R, L, C можно выполнить в обычной векторной форме:

IR = E / RIL = E / XL;   IC = E /XC - токи в отдельных ветвях;

- ток источника;

-угол сдвига фаз  между напряжением и током.

Векторные диаграммы токов и напряжений для схемы с  последовательным соединением элементов R,LиR, Cпоказаны на рис. 4.5а, б, а для схемы с  параллельным соединением - на рис. 4.5в, г.

При выполнении расчетной части работы внутреннее активное сопротивление катушки Ro не учитывается и принимается равным нулю. В реальных исследуемых цепях наличие небольшого сопротивления Ro приведет к уменьшению угла j между напряжением и током катушки по сравнению с его расчетным значением, что и будет зафиксировано измерительным прибором.

 


 

4.4. Расчетная часть

1. Выполнить расчет схемы с последовательным соединением резистора R и катушки L (рис. 4.1). Определить ток I, напряжения на отдельных элементах UR и UL, углы сдвига фаз между отдельными напряжениями U, UR, UL и током I (j, j1, j2) . Результаты расчета внести в табл. 4.2.

2. Выполнить расчет схемы с последовательным соединением резистора R и конденсатора C (рис. 4.2). Определить ток I, напряжения на отдельных элементах UR и UC, углы сдвига фаз между отдельными напряжениями U, UR, UС  и током I (j, j1 ,j 2) . Результаты расчета внести в табл. 4.2.

3. Выполнить расчет схемы с параллельным соединением резистора R и катушки L (рис. 4.3). Определить ток источника I, токи в отдельных элементах IR и IL, углы сдвига фаз между ЭДС источника E и отдельными токами

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Методические указания и пособия
Размер файла:
115 Kb
Скачали:
0