Цель работы – исследование соотношений между напряжениями при последовательном соединении элементов.




Схема установки:

 

 

Рис 1.

Таблица 2.

ИЗМЕРЕНО
С I P Uc Ur Uk
Напряжение на входе цепи U=20 В    
    0,14   23,8 9,65 11,1
    0,18   20,4 12,5 14,2
    0,19   16,2 13,2 15,2
Напряжение на входе цепи U=12,5 В    
    0,175   23,6   13,5
    0,24 3,5 26,8   18,4
    0,31   29,5   23,7
    0,385   27,6   29,1
    0,38   28,3    
    0,375   24,6   28,3
    0,305 7,5 21,5   27,3

 

ВЫЧИСЛЕНО
Xc Xk Rk R1+R2 Zk Z cos Urk Uxk
Напряжение на входе цепи U=20 В        
  53,38195 58,62245 68,92857 79,28571 142,8571 0,892857 8,207143 7,473473
113,3333 68,81149 38,58025 69,44444 78,88889 111,1111 0,972222 6,944444 12,38607
85,26316 75,1325 27,47922 69,47368   105,2632 0,921053 5,221053 14,27517
Напряжение на входе цепи U=12,5 В        
134,8571 69,89133 32,65306   77,14286 71,42857 0,457143 5,714286 12,23098
111,6667 70,38974 30,38194   76,66667 52,08333 0,583333 7,291667 16,89354
95,16129 69,78766 31,21748   76,45161 40,32258 0,774194 9,677419 21,63418
71,68831 69,21936 30,35925   75,58442 32,46753 0,935065 11,68831 26,64945
74,47368 69,66305 31,16343   76,31579 32,89474 0,947368 11,84211 26,47196
65,6 69,90087 28,44444   75,46667 33,33333 0,853333 10,66667 26,21283
70,4918 79,91671 40,31174   89,5082 40,98361 0,983607 12,29508 24,3746

 

Обработка результатов эксперимента:

1. По результатам измерений для каждого значения емкости вычисляем следующие параметры:

1.1 Параметры при первом значении емкости:

где Xc – емкостное сопротивление, Ом;

Uc – емкостное напряжение, В;

I – сила тока в цепи, А;

R1, R2 - сопротивление, соответственно на первом и втором резисторе, Ом;

Ur – напряжение на резисторах, Ом;

P – мощность, Вт;

Uk – напряжение на катушке, В;

Zk – сопротивление катушки, Ом;

Xk – полное сопротивление катушки, Ом;

Z – полное сопротивление в цепи, Ом;

U – входное напряжение, В;

Rk – активное сопротивление катушки, Ом;

cos φ – коэффициент мощности;

Urk – активная составляющая напряжения на катушке, В;

Uxk – реактивная составляющая напряжения на катушке, В.

 

1.2 Параметры при втором значении емкости:

1.3 Параметры при третьем значении емкости:

 

 

  1. По результатам измерений построим для каждого опы­та в выбранном масштабе векторные диаграммы тока и топографичес­кие векторные диаграммы напряжений:

 

MI= 0,01 А/мм;

MV = 0,1 В/мм;

Рис 2.

UK
I
UC
UR
UK
UC
а б

 

 

       
   
U
 
U
 

 


 

             
 
 
   
UC
 
 
UC
   
UK
 


 
в

 

               
 
   
 
   
 
   
 
 
 

 


 

  1. Исследование резонанса напряжений.

 

Расчет параметров при исследовании резонанса напряжений проведем по нижеприведенным формулам из пункта 1, учитывая, что R1+R2=0 и UR=0, сам расчет произведем с помощью программы Microsoft Excel.

 

 

ВЫЧИСЛЕНО
Xc Xk Rk Zk Z cos Urk Uxk  
Напряжение на входе цепи U=12,5 В
134,8571 69,89133 32,65306 77,14286 71,42857 0,457143 5,714286 12,23098  
111,6667 70,38974 30,38194 76,66667 52,08333 0,583333 7,291667 16,89354  
95,16129 69,78766 31,21748 76,45161 40,32258 0,774194 9,677419 21,63418  
71,68831 69,21936 30,35925 75,58442 32,46753 0,935065 11,68831 26,64945  
74,47368 69,66305 31,16343 76,31579 32,89474 0,947368 11,84211 26,47196  
65,6 69,90087 28,44444 75,46667 33,33333 0,853333 10,66667 26,21283  
70,4918 79,91671 40,31174 89,5082 40,98361 0,983607 12,29508 24,3746  
                             

 

  1. По результатам измерений построим на одном графике зависимости: I=f(xc); Uc=f(xc); Uk=f(xc); UR=f(xc); cosφ=f(xc); z=f(xc):

 

 

Рис 2. График зависимости напряжения на конденсаторе, напряжение на катушке и полного сопротивления от емкостного сопротивления конденсатора.

 

 

 

Рис 3. График зависимости силы тока в цепи и коэффициента мощности от емкостного сопротивления конденсатора.

 

 

5. По данным графика определить резонансное сопротивление Хс и емкость Сэкc. Рассчитать резонансную емкость Срез, учитывая параметры катушки индуктивности (L = 0,1 Гн)

 
 
 
 
 
 
.

Экспериментальное значение емкости конденсаторов, при которой происходит резонанс напряжений равно 84 мкФ. Рассчитаем теоретическое значение емкости, при которой происходит резонанс напряжений с помощью условия резонанса:

- циклическая частота колебаний ;

L – индуктивность катушки =0,1 Гн;

С – емкость конденсатора.

 

Относительная ошибка:

 

По графику определили, что резонансное сопротивление Xc=78 Ом (Uc = Uk)

 

Uc=Uk

Xc = 78 Ом

Xc = Xk = 1/(ωc) = ωL;

 

 

 

  1. Вывод: В ходе лабораторной работы исследовали соотношения между напряжениями при последовательном соединении элементов, построили графики зависимости и векторные диаграммы, вычислили: реактивные сопротивления батареи конденсаторов и катушки, активное сопротивление катушки.

 

  1. Библиографический список:

1) Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учебник для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностейвузов.-7-е изд., перераб. И доп.-М.: Высш. школа, 1978.-528 с., ил.

2) Бажин Е.И. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Теоретические основы электротехники» для специальностей 18.04.03 – «Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов»/ Е.И.Бажин, Липецк: ЛГТУ, 2003. – 31 с.

3) Шпиганович А. Н. Методические указания к оформлению учебно-технической документации / Липецкий государственный технический университет; Сост. А. Н. Шпиганович, В. И. Бойчевский, Липецк, 1997. 32с.

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-20 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: