Исследование нелинейной электрической цепи переменного тока. Применение на практике метода эквивалентных синусоид для расчёта простейшей нелинейной цепи переменного тока

Министерство образования Республики Беларусь

Гомельский государственный технический университет

им. П.О.Сухого

                                                                                           Кафедра ТОЭ

ОТЧЁТ

по  расчётно-лабораторной работе № 6.6

«Исследование нелинейной электрической цепи переменного тока»

             Стенд №5

                                                                              Выполнили студенты гр. ЭП-31

,                                                                                                                                      

2.12.2004г.

Принял преподаватель

Гомель 2004

Цель работы: - применение на практике метода эквивалентных синусоид для расчёта простейшей нелинейной цепи переменного тока;

-   экспериментальная проверка результатов расчёта.

Программа работы

1.  Снять и построить вольт-амперную характеристику лампы накаливания для действующих значений. Сравнить данную кривую с ВАХ той же лампы, снятой в РЛР № 6.2.

2.  Рассчитать методом эквивалентных синусоид и построить указанную зависимость для заданной нелинейной цепи.

3.  Собрать исследуемую цепь на лабораторном стенде.

4.  Экспериментально снять зависимость по п.2 и сравнить её с расчётной.

Порядок и методика проведения исследований.

В работе используются: регулируемый стабилизированный источник синусоидального напряжения, нелинейная индуктивность (элемент 27), лампа накаливания (элемент 20), резисторы 01-03, блок переменных сопротивлений БПС, блок переменной ёмкости.

Измерение напряжений и токов производится амперметрами Щ 4313, В7-35, вольтметром В7-26.

В соответствии с вариантом задания схема исследуемой цепи на рис. 6.1, а данные в таблице 6.1.

Таблица 6.1

Вариант	Элементы схем рис. 6.1			Исследуемая зависимость
	R1	R2	C
			мкФ
5	02 (153 Ом)	03 (286 Ом)	11	U (IЛ)

Пункт 1.

Лампу накаливания (элемент № 20) подключаем к источнику синусоидального напряжения по схеме рис. 6.2.

Напряжение источник предварительно уменьшаем до нуля, а частоту устанавливаем такой же, как и при снятии ВАХ нелинейной индуктивности (300 Гц).

Далее, плавно увеличивая напряжение источника до максимального значения, производим 6-8 измерений напряжения и тока в лампе накаливания. Данные измерений заносим в таблицу 2.2.

Таблица 7.2

U, B	0	3	6	9	12	14	16	18
I, мА	0	24	36,5	46	55	60,5	65,5	70

Начертим ВАХ лампы для действующих значений.

Пункт 2.

В соответствии с вариантом задания вычерчиваем исследуемую схему замещения электрической цепи (рис. 6.1).

Далее, используя вольт- и фазо-амперную характеристики нелинейной индуктивности (п.2 РЛР №6.5), а также ВАХ лампы накаливания (п.1 настоящей работы) методом эквивалентных синусоид рассчитываем указанную зависимость (8-10 точек). Результаты расчёта заносим в табл. 6.3.

Схему на рис. 6.1 заменяем эквивалентной схемой рис. 6.3.

Где Z_ЭКВ будет:

Для примера, определим одну точку общей ВАХ схемы, приняв действующее значение тока  I_Л = 25 мА.

Используя зависимость φ_К = f (I) в нелинейной индуктивности и её ВАХ, определим напряжение на ней при этом токе:         

Напряжение на эквивалентном сопротивлении:

Напряжение на лампе накаливания:       3,1 В.

Таким образом, значение этой точки будет:

Значение этой точки – 6,42 В.

Таблица 6.3

№ опыта	Расчёт		Эксперимент
	U	IЛ	U	IЛ
	В	мА	В	мА
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	18 16 14 12 10 8 6 4 2 0	52 48,1 44 40,3 36 29,8 23 15,4 7,4 0	18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

Пункт 3.

При сборке исследуемой цепи на лабораторном стенде, предусматриваем место включения амперметра в соответствующую ветвь.

Пункт 4.

Фактические величины напряжения на входе цепи U и тока I_Л измеряем ампервольтметрами Щ4313, В7-35, вольтметрами В7-26 или В3-38, заносим в таблицу 6.3. Для удобства сравнения, напряжение устанавливаем равной расчётному значению.

Вывод: В результате выполнения данной расчётно-лабораторной работы мы применили на практике метод эквивалентных синусоид для расчёта простейшей нелинейной цепи переменного тока; а также экспериментально проверили результаты расчёта. Для расчёта мы сняли и построили вольт-амперную характеристику лампы накаливания для действующих значений.