Лаборатория ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

 

 

Лабораторная работа № 15

 

Исследование однородной линии в установившемся режиме.

 

Выполнил:

студент гр. 242801

Кулаженко И.А.

 

 

Проверил:

Курулёв А.П.

 

 

Минск 2002

Цель работы.

 

Наблюдение основных режимов работы линии, исследование частотных свойств входного сопротивления.

 

Домашнее задание.

 

1.Изучили теорию вопроса по данной теме.

 

2.По исходным данным таблицы 1 согласно варианту рассчитали длину линии, которой эквивалентна данная искусственная линия, содержащая 16 звеньев.

 

Таблица 1

Вариант	L0, мкГн/км	C0, пФ/км	r0, Ом/км	n0
			1.0

 

а)Определили частоту , при которой на линии укладывается одна длина волны ( =16).

Рассчитали длину волны , получившуюся при частоте . Для искусственной линии .

 

б) Сравнили активное сопротивление с величиной :

так как , то такую линию можно считать линией без потерь.

 

в) Рассчитали волновое сопротивление и постоянную данной линии:

 

г)Рассчитали и построили кривые распределения действующих значений напряжения вдоль линии для режимов холостого хода и короткого замыкания, если напряжение в пучности равно 3 В.

Режим холостого хода, ,

 

Режим короткого замыкания,

 

Результаты свели в таблицу 2.

Таблица 2.

 

	2,77	1,14
	2,12	2,12
	1,148	2,77

 

 

д) Рассчитали и построили зависимость входных сопротивлений холостого хода и короткого замыкания от длины линии.

Режим холостого хода,

 

Режим короткого замыкания,

 

Результаты свели в таблицу 3.

	-423,3	72,6
	-175,36	175,36
	-72,6	423,3
		∞

 

 

е)Начертили закон распределения напряжения и входного сопротивления для случая согласованной нагрузки.

 

 

 

ж) Построили кривые при нагрузке линии на реактивное индуктивное и емкостное сопротивление, если ,

 

 

 

з) Рассчитали частоты, при которых на линии укладывается , , … . Результаты расчета свели в таблицу 4.

 

 

Таблица 4

l/λ	f, Гц

 

 

Ход работы.

1.Проверили соответствие макета варианту домашнего задания.

 

2.Собрали цепь по схеме 1

 

3.Провели калибровку звукового генератора, подготовили к измерениям вольтметр

 

4.На генераторе установили частоту (частоту, при которой на линии укладывается одна волна ). Установили напряжение В. Медленно вращая лимб «частота генератора» в обе стороны нашли в районе частоты положение, при котором миллиамперметр показывает минимум.

 

5.Подключили потенциальный конец вольтметра V₂ поочерёдно ко всем точкам линии и сняли распределение действующих значений напряжения вдоль линии. Результаты занесли в таблицу 5.

 

Таблица 5

, длина линии	Напряжение UMAX = 3 В
Получено в эксперименте	Рассчитано теоретически
Х.Х.	К.З.	ZН=ZВ	ZН=jx	ZН=-jx	Х.Х.	К.З.	ZН=ZВ	ZН=jx	ZН=-jx
	2,75	1,56	3,34	5,87	3,1	2,77	1,14		2,12	7,45
	2,06	2,4	3,35		2,68	2,12	2,12		1,15	9,32
	1,13	2,93	3,09		1,91	1,148	2,77
	0,38		2,56	10,42	0,89				1,15	9,32
	1,18	2,61	2,02	8,12	0,42	1,148	2,77		2,12	7,45
	2,07	1,83	1,73	5,82	1,42	2,12	2,12		2,78	2,8
	2,66	0,8	1,92	2,69	2,27	2,77	1,14
	2,89	0,35	2,38	0,94	2,82				2,78	2,8
	2,72	1,38	2,81	4,26	2,99	2,77	1,14		2,12	7,45
	2,15	2,27	2,98	7,03	2,71	2,12	2,12		1,15	9,32
	1,26	2,95	2,87	8,81	2,03	1,148	2,77
	0,27		2,54	9,26	1,1				1,15	9,32
	0,9	2,76	2,44	9,86	0,25	1,148	2,77		2,12	7,45
	1,83	2,11	2,28	8,90	0,88	2,12	2,12		2,78	2,8
	2,52	1,14	2,15		1,72	2,77	1,14
	2,88	0,2	2,15	3,8	2,34				2,78	2,8

 

6.Уменьшили напряжение V₁ до нуля (частота, установленная на генераторе, остаётся без изменения), закоротили линию на конце. Вольтметр V₂ подключили к точке 2' линии. Установили на вольтметре V₁ такое напряжение, при котором V₂ показывает В (в короткозамкнутой линии в точке 4 будет пучность). Напряжения занесли в таблицу 5.

 

7.Замкнули линию на сопротивление, равное волновому (), на вольтметре V₁ установили напряжение В. Сняли зависимость .

 

8.Замкнули линию на ёмкость. Сняли зависимость .

 

9.Замкнули линию на индуктивность. Сняли зависимость .

Результаты измерений, полученных в пунктах 7 - 9 занесли в таблицу 5.

 

10. Сняли зависимость входного сопротивления линии при различных режимах (, , ) от отношения длины волны к длине линии. Для этого мы уменьшали частоту генератора, поддерживая при этом В = const. Установили поочерёдно частоты , … (см. таблицу 4). Результаты измерений занесли в таблицу 6. По измеренным значениям и рассчитали входное сопротивление и построили графики.

 

Таблица 6

Рассчитано по эксп. данным	Получено в эксперименте для	f, кГц
ZН=ZВ	К.З.	Х.Х.	ZН=ZВ	ZН=0	ZН=∞
U, В	I, мА	U, В	I, мА	U, В	I, мА

 

11. Уменьшили напряжение генератора до нуля. Закоротили линию на расстоянии , оставив в линии звеньев.

 

12. Установили на лимбе «частота генератора» частоту Гц, В.

 

13. Увеличивая частоту, зафиксировали две следующие друг за другом частоты и , соответствующие максимальным показаниям миллиамперметра

Гц

Гц

14. Рассчитали

 

 

15. Определили место повреждения

 

км

 

 

 

 

 

Вывод:

 

В ходе лабораторной работы наблюдали за основными режимами работы линии. Исследовали частотные свойства входного сопротивления. Полученные расхождения в экспериментальных и расчётных данных объясняется наличием погрешностей.