Определение параметров двухполюсников. Измерение тока, напряжения, мощности и угла сдвига фаз на примере исследования простых линейных электрических цепей

Страницы работы

Содержание работы

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

ОТЧЕТ

о лабораторной работе №2

«Определение параметров двухполюсников»

Работу выполнил студент группы 3022/1     

           Сморгонский А. В.

Работу принял преподаватель

           Важнов С. А.

Санкт-Петербург, 2005 г.


1.  Цель работы:

Практическое ознакомление с измерением тока, напряжения, мощности и угла сдвига фаз на примере исследования простых линейных электрических цепей

2.  Рабочие формулы и исходные данные:

С = 50 мкФ

3.  Схема установки:

4.  Программа работы:

4.1  Определение эквивалентных параметров двухполюсника:

Табл. 1. Результаты измерений и их обработка

Результаты измерений

Результаты вычислений

UВХ, В

IВХ, А

IC, А

IR, А

P, Вт

Z, Ом

R, Ом

X, Ом

cosj

1

70

2,1

0,93

1,95

130

33,33

29,48

±15,55

±0,88

2

100

3,0

1,35

2,80

270

33,33

30,00

±14,52

±0,90

3

130

4,0

1,75

3,65

470

32,50

29,34

±13,89

±0,90

Среднее:

33,05

29,61

±14,65

±0,89

Приведем пример расчета для первой строки:

               


4.2  Проверка законов Кирхгофа:

1) Проверка первого закона Кирхгофа:

Результаты измерений: UВХ = 100 В, IL = 3,05 A, IC = 1,35 A, IR = 2,8 A.

Векторная диаграмма:

Масштаб: в 2 кл. – 1 А,                  

            Направим вектор IR вертикально вверх. Поскольку резистор R и конденсатор C соединены параллельно, вектор IC опережает вектор IR на . Векторная сумма этих векторов, согласно первому закону Кирхгофа, должна быть равна вектору IL. Вычислим значение модуля вектора IL и сравним его со значением, полученным экспериментально:

            Видим, что экспериментальное и теоретическое значения почти совпадают, что доказывает справедливость первого закона Кирхгофа.

2) Проверка второго закона Кирхгофа:

Результаты измерений: Uвх = 100 В, UL = 89 В, UC = 89 В, UR = 89 В.

Векторная диаграмма:

Масштаб:       в 2 кл. – 1 А,             

                        в 2 кл. – 30 В.

Используем исходную векторную диаграмму из предыдущего пункта. Далее, учитывая, что UL опережает IL на , отложим вектор UL. Построим вектор UR,C, который совпадает по фазе с IR. Геометрическая сумма векторов UL и UR,C, согласно второму закону Кирхгофа, должна равняться вектору UВХ. Вычислим значение модуля вектора UВХ и сравним его со значением, полученным экспериментально:

            Видим, что экспериментальное и теоретическое значения почти совпадают, что доказывает справедливость второго закона Кирхгофа.

4.3  Расчет параметров элементов цепи (на основе данных п. 4.2):

1) Сопротивление:

2) Индуктивность:

3) Емкость:

4.4  Расчет эквивалентных параметров (на основе данных п. 4.3) и сравнение с п. 4.1:

            Сравнивая полученные значения с результатами вычислений п. 4.1 убеждаемся, что они примерно одинаковы.

5.  Выводы и анализ полученных результатов:

В результате проделанной работы, в соответствии с заданием, мы определили эквивалентные параметры двухполюсника:

Z = 33,33 Ом, R = 29,48 Ом, X = ±15,55 Ом, cos j = ±0,88.

            Построив векторные диаграммы и произведя необходимые расчеты, мы убедились в справедливости законов Кирхгофа.

            Кроме того, вычисленные эквивалентные параметры цепи на основе второго опыта, оказались почти равными этим же параметрам, вычисленным по результатам первого опыта.

            Погрешность может быть вызвана погрешностью приборов и отклонением от линейности элементов двухполюсника.

Похожие материалы

Информация о работе