Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Регистрационный взнос участника – 14 рублей, (стоимость проживания в регистрационный взнос не входит; проживание оплачивается самостоятельно при заезд...полностью>>
'Рабочая программа'
Рабочая учебная программа по литературе составлена на основе программы для общеобразовательных учреждений под редакцией В.Я.Коровиной (М. «Просвещение...полностью>>
'Экзаменационные вопросы'
Факторы третьей волны демократизации (проблемы: институционализм – экологизм; самолегитимация – легитимация экономической эффективностью; демократичес...полностью>>
'Программа'
Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная средняя школа № 5 с углубленным изучением иностранных языков» города Новочеб...полностью>>

Главная > Методические указания

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Лабораторная работа № 3б

ПАССИВНЫЙ ДВУХПОЛЮСНИК

В ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

И ПРОСТЕЙШИЕ ВЕКТОРНЫЕ ДИАГРАММЫ

1. Краткое содержание работы

В работе выполняется определение параметров последо­вательной и параллельной схем замещения пассивных двух­полюсников двумя способами:

1) с помощью измерений, выполненных вольтметром и фазометром;

2) методом трех вольтметров.

По экспериментальным данным строятся векторные диа­граммы напряжения и тока для двухполюсников и топогра­фические диаграммы неразветвленной цепи при различной последовательности включения элементов.

2. Описание установки

На стенде находятся генератор синусоидального напря­жения ГЗ-33, вольтметр ВЗ-38, фазометр Ф2-1, описание ко­торых приведено в приложении 2, и панель переменного то­ка с элементами электрической цепи. На панели имеются пассивные двухполюсники, обозначенные буквами и , резисторы 1 Ом, 100 Ом и группы соединенных друг с дру­гом штепсельных гнезд, применяемых в качестве узлов электрической цепи.

3. Методические указания

Определение параметров пассивного двухполюсника с по­мощью измерений, выполненных вольтметром и фазометром.

Собирается цепь по рис. 1. При этом последовательно с двухполюсником включается небольшое сопротивление r , необходимое для измерения тока двухполюсника.

Вольтметр предназначен для измерения напряжения на двухполюснике , вольтметр — для измерения на­пряжения на известном сопротивлении r. Фазометр вклю­чен таким образом, что опорное напряжение снимается с сопротивления r, а напряжение сигнала представляет собой напряжение на двухполюснике, т. е. в указанной схеме фа­зометр показывает фазу напряжения на двухполюснике от­носительно тока двухполюсника (напряжение на сопротив­лении r совпадает по фазе с током двухполюсника).

Таким образом, ток двухполюсника

модуль сопротивления двухполюсника

Комплексное сопротивление двухполюсника

где аргумент представляет собой показание фазометра.

При >0 (опережает) характер двухполюсника индуктив­ный, при <0 (отстает) —характер двухполюсника емко­стной.

Определение параметров пассивного двухполюсника ме­тодом трех вольтметров. При использовании метода трех вольтметров пассивный двухполюсник последовательно соединяют с резистором r и подключают к источнику сину­соидального напряжения, как показано на рис. 2. Сопротив­ление резистора r задано, его величина для удобства прове­дения измерений должна быть того же порядка, что и изме­ряемое полное сопротивление двухполюсника. Напряжения измеряют одним вольтметром. При этом для согласования земляных зажимов генератора и вольтметра прак­тически пользуются двумя схемами с изменением порядка включения элементов и r. Эти схемы приведены на рис.3 и 4. Напряжение питания в обеих схемах должно быть оди­наковым.

Комплексное сопротивление двухполюсника рассчитыва­ется с помощью построения векторных диаграмм. Сначала строится вектор тока , комплексное напряжение совпа­дает по фазе с током . Комплексные напряжения и с учетом того, что строятся по точкам пересече­ния окружностей с радиусами и , которые проводятся из конца и начала вектора . Эти построения показаны на рис. 5.

В соответствии с приведенными построениями получают­ся два решения. Верхняя часть построения соответствует ин­дуктивному (>0), а нижняя часть — емкостному (<0) характеру сопротивления двухполюсника . Для определе­ния характера сопротивления нужны дополнительные измерения. Напряжение раскладывается на активную (сов­падает по фазе с I) и реактивную (перпендикулярна току )

составляющие. При этом активное и реактивное соп­ротивления двухполюсника находятся из соотношений

а комплексное сопротивление 1А запишется так:

Генератор ГЗ-33, который используется на стенде, позво­ляет изменять частоту питающего напряжения. Это обстоя­тельство можно использовать для определения характера двухполюсника или знака реактивного сопротивления. Если двухполюсник имеет индуктивный характер, то с ростом частоты его реактивное сопротивление возраста­ет, а при неизменном напряжении генератора общий ток цепи уменьшается, уменьшается и напряжение . Если двухполюсник имеет емкостной характер, то с ростом частоты его реактивное сопротивление уменьшается, а при неизменном напряжении генератора общий ток цепи увеличивается, увеличивается и напряжение .

Таким образом, если при увеличении частоты питания (на­пример, на 10%) напряжение уменьшается, то характер индуктивный:

Если увеличивается — емкостной:

Построение топографической диаграммы напряжения цепи.

При построении топографической диаграммы напряжений порядок следования напряжений в диаграмме должен быть

таким же, как и порядок следования элементов в цепи. При­мером частного случая топографической диаграммы являет­ся рис. 5.

4. Подготовка к работе

Выполнить расчеты и письменно ответить на вопросы:

1. Полагая в схеме рис.1 известными показания приборов: В, В, =30° при r =1 Ом, записать комплексные значения напряжений и , а также тока

в цепи. Подсчитать величину комплексного сопротивления

2 . На рис. 2 приведена схема для измерения сопротивле­ний по методу трех вольтметров. При r = 100 Ом известны показания приборов В, В, В. Найти ток в цепи и параметры и последовательной схемы заме­щения двухполюсника .

Можно ли по показаниям трех вольтметров в указанной схеме однозначно определить характер (индуктивный или емкостной) сопротивления ?

Как определить характер сопротивления путем изме­нения частоты питающего генератора при неизменных ос­тальных (параметрах)?

3. Написать формулы перехода от параметров последо­вательной схемы замещения пассивного двухполюсника r и x к параметрам параллельной схемы замещения g и b и, наоборот, от параметров g и b к параметрам r и x.

4. Объяснить, в чем состоит различие векторной и топо­графической диаграмм напряжений.

5. Полагая в схеме рис.6 В, Ом, Ом, r=100 Ом, построить топографическую диаграмму напряжений и при помощи диаграммы найти ак­тивную, реактивную и полную мощности, потребляемые це­пью.

5. Рабочее задание

1. Ознакомиться с приведенной в сборнике лабораторных работ инструкцией по работе с приборами: генератором, вольтметром и фазометром.

По указанию преподавателя установить частоту напря­жения генератора в диапазоне 2—3 кГц. Все измерения ре­комендуется выполнять при напряжении генератора 15-18В.

2. Провести измерения для определения комплексных сопротивлений и при помощи вольтметра и фазометра (схема рис. 1). Напряжения и измеряются поочередно одним вольтметром. Величину сопротивления r при этих из­мерениях устанавливают равной 10 Ом.

3. Провести измерения для определения комплексных сопротивлений и методом трех вольтметров (схемы рис. 3 и 4). Величина сопротивления r =100 Ом. Напряже­ния и измеряются поочередно одним вольтметром. Путем увеличения частоты питающего генератора на 10% определить характер сопротивлений и по изменению показаний вольтметра в схеме рис. 3 (записать показа­ние вольтметра при измененной частоте как для , так и ).

4. По результатам измерений п. 2 и 3 построить вектор­ные диаграммы тока и напряжений. Вычислить и сравнить модули и аргументы комплексных сопротивлений и полученные двумя методами измерений ()

По результатам измерений п. 1 вычислить параметры по­следовательной и параллельной схем замещения двухполюс­ников и :.

5. Собрать цепь по схеме рис. 6. Увеличить частоту на 0,2 кГц. Величина сопротивления r=100 Ом. Измерить комплексные потенциалы точек b, c, d.

6. В цепи по схеме рис. 6 поменять местами двухполюс­ники и снова измерить комплексные потенциалы точек.

7. По результатам измерений п. 5 и 6 построить совме­щенную топографическую диаграмму напряжений (т. е. в одних координатных осях для обеих последовательностей включения двухполюсников и ). С помощью этой диа­граммы найти действующее значение и фазу тока, вычислить комплексное сопротивление цепи, подсчитать активную, ре­активную и полную мощности, потребляемые цепью.

6. Контрольные вопросы

1. Что такое комплексное сопротивление пассивного двухполюсника?

2. Что такое комплексная проводимость пассивного двухполюсника?

3. Что такое действующее значение напряжения синусои­дальной формы? Как оно связано с амплитудным значением синусоиды?

4. Как записать по заданному комплексу мгновенное зна­чение гармонического напряжения?

5. Как записать по заданному мгновенному гармоничес­кому напряжению соответствующий ему комплекс?

6. Какое значение напряжения показывает вольтметр, ис­пользуемый в работе?

7. Как измерить ток цепи с помощью электронного вольтметра?

8. Как нужно включить фазометр для измерения фазы напряжения относительно тока?

9. Как нужно включить фазометр для измерения фазы тока относительно напряжения?

10. Какой смысл активной, реактивной и полной мощно­стей, потребляемых двухполюсником?

11. Как можно подсчитать активную, реактивную и пол­ную мощности, потребляемые двухполюсником?

ЛИТЕРАТУРА

1. Нейман Л. Р., Демирчян К. С. Теоретические основы электротех­ники. Т. 1. Л.: Энергоиздат, 1981. § 4.2, 4.6, 4.8, 5.2, 5.3, 5.5.

2. Основы теории цепей/Г. В. Зевеке, П. А. Ионкин, А. В. Нетушил, С. В. Страхов. М.: Энсргоатомиздат, 1989, § 3.5, 3.9, 3.10, 3.12, 3.13, 3.14, 4.6.

3. Теоретические основы электротехники./Под ред. П. А. Ионкина. М.: Высш. шк., 1976. Т. 1. § 6.1, 6.3, 6.4, 6.5, 7.1, 7.2.



Похожие документы:

  1. Учебное пособие предназначено для обучающихся среднего профессионального образования заведений по направлениям подготовки «150709,02 Сварщик электросварочных и газосварочных работ» «130405,

    Методические указания
    ... и вольтметра r'X = 4 Определение относительной по- грешности измерения X X x r r 100 r ,% 6. Ответить на контрольные вопросы. 7. Оформить отчет в соответствии с методическими указаниями ...

Другие похожие документы..