Последовательность выполнения работы. Включить в сеть генератор, вольтметр, фазометр и дать им прогреться в течение 5 мин

Включить в сеть генератор, вольтметр, фазометр и дать им прогреться в течение 5 мин.

1. Собрать последовательную цепь на рис.3.5, соблюдая последовательность элементов и учитывая, что — внутреннее активное сопротивление катушки индуктивности.

Таблица 3.2

346. Цепь на рис. 347. 3.5 348.	349. 350.	351. 352.	353.	354.	355.	356.	357.
358. 359.	360. 361.	362. 363. I	364. 365.	366. 367.	368. 369.	370. 371.	372.	373. 374.	375. 376.
377. прям. 378.	379. косв. 380.
381. Ом 382.	383. Ом 384.	385. Ом 386.	387. град 388.	389. мА 390.	391. град 392.	393. В 394.	395. град 396.	397. В 398.	399.	400.	401. В	402. град 403.
404. Расчет 405.	406. 407.	408. 409.	410. 411.	412. 413.	414. 415.	416. 417.	418. 419.	420. 421.	422. 423.	424. 425.	426. – 427.	428. 429.	430. 431.
432. Опыт 433.	434. 435.	436. 437.	438. 439.	440. 441.	442. 443.	444. 445.	446. 447.	448. 449.	450. 451.	452. 453.	454. 455.	456. 457.	458. 459.

Таблица 3.3

460. Цепь 461. на рис. 3.6 462.	463. I 464.	465. 466.	467. 468.	469.
470. I 471.	472. 473.	474. 475.	476. 477.	478.	479.	480.	481.
482. мА 483.	484. град 485.	486. мА 487.	488. град 489.	490. мА 491.	492. град 493.	494. мА 495.	496. град
497. Расчет 498.	499. 500.	501. 502.	503. 504.	505. 506.	507. 508.	509. 510.	511. 512.	513. 514.
515. Опыт 516.	517. 518.	519. 520.	521. – 522.	523. – 524.	525. – 526.	527. – 528.	529. – 530.	531. – 532.

Таблица 3.4

533. Разветвленная цепь 534.	535. 536.	537. 538.	539.	_540. U₁	_541. U₂	_542. U₃	543.	544.
545. 546.	547. 548.	549.	550.	551.	552.	553.	554.	555.	556.
557. мА 558.	559. град 560.	561. мА 562.	563. град 564.	565. мА 566.	567. град 568.	569. В 570.	571. В 572.	573. В 574.	575. В 576.	577. град 578.	579. В 580.	581. град 582.
583. Расчет 584.	585. 586.	587. 588.	589. 590.	591. 592.	593. 594.	595. 596.	597. 598.	599. 600.	601. 602.	603. 604.	605. 606.	607. 608.	609. 610.
611. Опыт 612.	613. 614.	615. 616.	617. 618.	619. 620.	621. 622.	623. 624.	625. 626.	627. 628.	629. 630.	631. 632.	633. – 634.	635. 636.	637. – 638.

Рис.3.6

Рис.3.5

Рис.3.8

Рис.3.7

Рис.3.9

Рис.3.10

Подключить цепь к генератору, выставить частоту согласно варианту и установить с помощью настольного вольтметра (встроенный в генератор вольтметр в этой и последующих работах использовать нельзя) напряжение на входе цепи 10 В:

а) измерить вольтметром и занести в табл.3.2 в графу «Опыт» напряжения Пересчитать по закону Ома напряжения ;

б) измерить фазометром начальную фазу у тока I. (В качестве «Опорного» взять входное напряжение U, а в качестве «Сигнала» взять напряжение т.е. клемму «Земля» подключить к общему узлу 4, клемму «Сигнал» - к узлу 3, а клемму «Опорное» - к узлу 1. Обратить внимание, что напряжения и согласованы;

в) прямое измерение начальной фазы напряжения в цепи на рис. 3.5 невозможно, так как и не имеют общего узла. Прямое измерение станет возможным, если на время измерения фазы поменять местами резистор и С. Тогда фазометр подключается к тем же узлам, что и в пункте “б”. Выполнить это измерение. Результат занести в графу - прям.;

г) в реальных цепях перемена элементов местами не всегда возможна. По этой причине выполнить измерение начальной фазы косвенным методом (без перемены местами R и С). Для этой цели зажим «Земля» фазометра подключить к узлу 3, зажим «Сигнал» - к узлу 2, а зажим «Опорное» - к узлу 4. Записать показания фазометра. Поскольку и не согласованы, то угол между определим согласно (3.12), вычитая из показания угол 180°. Если к результату прибавить измеренную раннее начальную фазу тока (совпадающую с начальной фазой для ), то получим начальную фазу для т.е. . Результат занести в графу – косв. Сопоставить результаты прямого и косвенного измерений ;

д) начальная фаза для измеряется непосредственно (зажим «Земля» подключить к узлу 1, зажим «Сигнал» - к узлу 2, зажим «Опорное» - к узлу 4). Напряжения и согласованы;

е) начальные фазы, измеренные в пп. б, в, г, занести в табл. 3.2 в графу «Опыт».

2. Собрать параллельную цепь на рис. 3.7 с добавочным резистором и выставить с помощью вольтметра напряжение U=10 B не на входе цепи, а на сопротивлении . В этом случае комплексные токи параллельных ветвей на рис.3.7 и 3.6 будут одинаковы. Наличие резистора позволяет измерить входной ток ;

а) измерить напряжение на и пересчитать в ток ;

б) при измерении фазы , входного тока в качестве опорного следует взять напряжение на резисторе . Тогда клемму «Земля» нужно подключить к общему узлу 2, клемму «Сигнал» – к узлу 1, клемму «Опорное» – к узлу 3.

Внимание! Напряжения ₂ и U не согласованы. Измеренный комплексный ток занести в табл.3.3. Токи параллельных ветвей не измеряются.

3. Собрать разветвленную цепь согласно варианту (рис.3.8 – 3.10). Подключить к цепи генератор заданной частоты с напряжением U =10 В:

а) измерить вольтметром напряжения на резисторах и напряжения Пересчитать напряжения резисторов в токи

б) измерить фазометром начальные фазы токов Занести в табл.3.4 в графу «Опыт» комплексные токи и модули напряжений

4.Сделать заключение о соответствии расчетных и опытных данных по всем выполненным пунктам работы.

Основные вопросы к работе

1.Основные величины, характеризующие синусоидальный ток и напряжение (период, частота, угловая частота, начальная фаза, амплитуда, действующее значение).

2.С какой целью введено понятие действующего значения гармонического сигнала? Может быть, достаточно понятия амплитуды сигнала?

3.Какой смысл содержится в понятии положительного направления синусоидального напряжения и тока?

4.Что такое комплексный ток, напряжение? Что понимают под комплексной амплитудой тока, напряжения?

5.Как вычисляются комплексные сопротивления элементов цепи?

6.Каковы фазовые сдвиги между напряжениеми током в индуктивности, емкости?

7.Для какого класса цепей (R -цепи, RL -цепи, RC -цепи, LC -цепи, RLC -цепи) угол сдвига фаз между входными напряжением и током может равняться: а) нулю, б) ±90°?

8. Что характеризуют активная, реактивная и полная мощности? Единицы их измерения.

9.Что такое коэффициент мощности?

10.На каком важном свойстве линейных цепей основан метод пропорционального пересчета?

11.Как строится топографическая диаграмманапряжений цепи?В чем ееотличие от векторной диаграммы напряжений?

12. Опишите особенности использования фазометра.

Литература для выполнения индивидуальных практических работ

1.Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей.– М.: Энергоатом, 1989.

2. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. – М.: Энергия, 1978.

3. Атабеков Г. И. Основы теории цепей. – М.: Энергия, 1970.

4. Нейман Л. Р., Демирчян Н. С. Теоретические основы электротехники. – М.: Энергия, 1976.

5. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. – М.: Высш. шк., 1984.

6. Афанасьев Б. П., Гольдин О. Е., Кляцкий И. Теория линейных электрических цепей. – М.: Высш. шк., 1973.

7. Зернов Н. В., Карпов В. Г. Теория радиотехнических цепей. – М.: Энергия, 1972.

8. Алтунина З.Е. Расчет цепей переменного тока графоаналитическим методом. – Мн.: МРТИ, 1979.

Контрольные работы

Выбор варианта

Внимание! Вариант задания необходимо получить у тьюторов.

Для этого необходимо выслать запрос на электронный адрес тьютора с указанием Ф.И.О., названия специальности, номера группы, названия и части дисциплины.

Контрольная работа №1

“РАСЧЕТ СЛОЖНОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА”

1. Начертить схему согласно заданному варианту (источники тока включать параллельно заданной

Ветви).

2. Преобразовать схему к двухконтурной.

3. Рассчитать двухконтурную схему, используя метод двух узлов.

4. Разворачивая схему в обратном порядке найти токи в исходной схеме.

5. Составить уравнения по законам Кирхгофа для исходной схемы и, подставив в них ранее найденные токи,

проверить уравнения.

6. Найти напряжение между точками U_nn (согласно варианту).

7. Определить суммарную мощность всех источников энергии Р_ист=SР_E+SР_I и суммарную мощность всех приёмников энергии

Р_пр=SI²*R. Проверить баланс мощностей Р_ист=Р_пр.

8. Записать в общем виде уравнения по методам контурных токов и узловых потенциалов для исходной схемы.

9. Определить ток в заданной ветви методом эквивалентного генератора напряжения

(согласно варианту), при расчете напряжения холостого хода необходимо использовать метод контурных токов.

10. Для выбранного замкнутого контура схемы, включающего не менее 2-х источников ЭДС, построить в масштабе

потенциальную диаграмму (контур для построения потенциальной диаграммы выбирается студентом самостоятельно).

Представить ответы в виде таблицы:

I₁ I₂ I₃ I₄ I₅ I₆ I₇ I₈ U_nn U_хх R_ген P

Контрольная работа №2

“РАСЧЕТ СЛОЖНОЙ ЦЕПИ ОДНОФАЗНОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА”

1. Расшифровать задание. Листок с заданием вклеить в контрольную работу.

2. Рассчитать методом эквивалентных преобразований токи во всех ветвях заданной цепи. Результаты расчетов

представить в виде комплексов действующих значений и в виде мгновенных значений токов.

3. Составить баланс мощностей для заданной цепи.

4. Определить показания ваттметра, включенного в заданную цепь.

5. По результатам расчетов построить векторную диаграмму токов и совмещенную с ней топографическую

векторную диаграмму напряжений.

6. Полагая наличие индуктивной связи между любыми двумя индуктивностями, записать для заданной

цепи уравнения по законам Кирхгофа.

Внешние ресурсы

Практикум