Лабораторная работа №8
Исследование параметров синусоидальной электрической цепи.
Цель работы:
1. Отработка практических навыков проведения эксперимента.
2. Отработка практических навыков определения параметров цепей переменного тока.
3. Закрепление теоретических сведения о методах анализа электрических цепей переменного тока.
Основные теоретические сведения
Переменными токами, напряжениями и ЭДС называются токи, напряжения и ЭДС, изменяющиеся с течением времени.
Значения тока в произвольные моменты времени t называются мгновенными значениями тока и обозначаются i(t).
Основными параметрами синусоидальных колебаний принято
считать:
■ амплитуду Ам
■ частоту или период f= 1/Т;
■ начальную фазу ψ
Для цепей переменного тока следует различать:
■ мгновенные значения ЭДС, напряжения, тока и мощности — е, и,i, р;
■ амплитудные значения — Ет, Um, Im, Рт;
■ действующие значения — Е, U, I, Р.
Для электрических цепей переменного тока с сопротивлением R мгновенное значениесинусоидального напряжения определяется по формуле и=Umsinωt. Тогда ток в цепи i = u/R = = (Um/R) sin ωt = Imsin ωt, т.е. он совпадает по фазе с приложенным напряжением.
ОБЪЕКТ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектом исследования является электрическая цепь переменного тока с одним источником и двумя последовательно соединенными резисторами R1,R2.
Средством исследования служит программа моделирования Electronics Workbench (EWB).
Задание:
1. Выполнить два эксперимента №№ 1,2, результаты записать в таблицу1.
2. Вычислить действующее значение мощности результат записать в таблицу1.
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
|
|
Эксперимент №1
1. Запустить программу ELECTRONICS WORKBENCH.
2. Собрать электрическую цепь в соответствии с рис.1.
3. Значение R2 определяется по формуле R2= 10 Ом * № обучающегося в журнале.
4. Мультиметр установить в режим измерения переменного напряжения.
5. Включить исследуемую схему.
6. С помощью мультиметра измерить действующее значение переменного напряжения Uд в точках «А» и «В» и записать показание прибора в таблицу №1.
7. Зарисовать в тетрадь:
· исследуемую схему;
· осциллограммы напряжений.
8. По осциллограмме определить и записать в таблицу №1 значения следующих параметров синусоидальных колебаний:
- мгновенное значение напряжения uR2(t) на сопротивлении R2 через 2 mc после начала колебаний (для расчета используйте следующее значение 1 mc = 18°),
- период Т переменного напряжения на сопротивлении R2,
- амплитуду Um переменного напряжения на сопротивлении R2,
- начальную фазу переменного напряжения ΨU (град) на сопротивлении R2.
Рис.1
Эксперимент №2
1. Запустить программу ELECTRONICS WORKBENCH.
2. Собрать электрическую цепь в соответствии с рис.2.
3. Значение R2 определяется по формуле R1= 10 Ом * № обучающегося в журнале.
4. Мультиметр установить в режим измерения переменного тока.
5. Включить исследуемую схему.
6. С помощью мультиметра измерить действующее значение переменного тока в цепи и записать показание прибора в таблицу №1.
7. Зарисовать исследуемую схему;
8. По осциллограмме определить и записать в таблицу №1 значение начальной фазы переменного тока ΨI (град) на сопротивлении R2.
|
|
Рис.2
Таблица 1
| Измерения | Расчеты | |||||||||
| UДа B | Uдb B | u(t) B | Umb B | T c | I A | ΨU град | ΨI град | u(t)расч B | Iд B | Р ВТ |
Контрольные вопросы.
1. Какие величины называются переменными?
2. Дайте определение действующей синусоидальной величины.
3. Определите:
· значение мгновенного тока через 18 mc, если Im = Х ( ампер), где Х соответствует № обучающегося в журнале. Частота в сети 60 Гц.
· действующее значение тока Iд.
Содержание отчета
1. Наименование и цель работы.
2. Схемы исследования. Таблица измерений.
3. Ответы на вопросы.
4. Краткие выводы по работе.
Литература
1. Бутырин П.А., Толчеев О.В., Шакирзянов Ф.Н. Электротехника: Учебник. – М: ОИЦ «Академия», 2010. – 272 с.
2. Немцов М.В., Светлакова И.И. Электротехника: Учебное пособие. –Ростов на Дону: «Феникс», 2009. –571 с.
3. Прошин В.М. Электротехника: Учебник. – М: ОИЦ «Академия», 2010. – 288 с.