Файл: Общая электротехника и электроника учебнометодический комплекс.doc

u и i, а также векторные диаграммы.

3. Основные расчетные соотношения.

4. Таблица по форме 2.1 с результатами измерений и вычислений.

5. Краткие выводы.
5. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Чем отличаются идеализированные элементы электрической цепи от реальных элементов?

2. Почему в данной работе в качестве идеализированных элементов можно использовать резистор, катушку индуктивности и конденсатор?

3. Для некоторой цепи известны напряжение и ток:

; .

Требуется определить:

 действующие значения напряжения и тока цепи;

 частоту цепи f, Гц;

 угол сдвига фаз  между напряжением и током цепи;

 характер цепи индуктивной или емкостной.

Построить графики зависимости тока и напряжения цепи от времени.

Построить векторную диаграмму цепи.

4. В цепи с активным сопротивлением измерены действующие значения тока и напряжения I = 1A; U = 10 B. Требуется определить величину активного сопротивления.

Записать ток и напряжение в виде синусоид, если частота цепи

f = 1000 Гц, а начальная фаза напряжения _u = 60. Построить графики зависимости тока и напряжения от времени. Построить векторную диаграмму цепи.

5. В цепи с индуктивностью измерены действующие значения тока и напряжения U =10 B, I = 1A. Требуется:

 определить величину индуктивного сопротивления x_L;

 определить величину индуктивности L, если частота цепи f =1590 Гц;

 записать ток и напряжение в виде синусоид, если частота цепи

f = 1590 Гц, а начальная фаза напряжения _u = 360;

 построить векторную диаграмму цепи.

6. В цепи с емкостью измерены действующие значения тока и напряжения цепи: U = 10 B; I = 1 A. Требуется:

 определить величину индуктивного сопротивления x_С;

 определить величину индуктивности С, если частота цепи f = 1590 Гц;

 записать ток и напряжение в виде синусоид, если частота цепи

f =1590 Гц, а начальная фаза напряжения _u = 60;

 построить векторную диаграмму цепи.

7. Как зависят активное сопротивление R, индуктивное сопротивление x_L, и емкостное сопротивление x_С от частоты приложенного напряжения?

8. Индуктивное сопротивление цепи составляет 8 Ом. Как изменится это сопротивление, если частоту приложенного напряжения увеличить в два раза?

---

Л и т е р а т у р а: [2], c. 19...29.

---

Работа 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЕННОЙ ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА С ОДНИМ ИСТОЧНИКОМ ЭНЕРГИИ
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Экспериментальное исследование разветвленной электрической цепи с одним источником синусоидального напряжения и ее расчет комплексным методом.
2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В данной работе исследуется цепь, со смешанным соединением трех комплексных сопротивлений Z₁, Z₂ и Z₃. Рассматривается одна из двух схем такой цепи: с последовательно-параллельным (рис. 3.1, а) и параллельно-последовательным (рис. 3.1, б) соединениями этих элементов.



Рис. 3.1
Расчет исследуемой цепи
Задача расчета состоит в определении токов во всех ветвях цепи при известных параметрах, заданном действующем значении приложенного к цепи напряжения и частоте сети. Расчет производится символическим методом (методом комплексных амплитуд) с использованием преобразований цепи либо к последовательному, либо к параллельному соединению ее элементов.
Порядок расчета цепи с последовательно-параллельным

соединением комплексных сопротивлений (рис. 3.1, а)
1. Определяется эквивалентное комплексное сопротивление цепи Z_э

.

2. Определяется комплексное действующее значение тока

.

При этом начальная фаза приложенного напряжения может быть принята равной нулю, т. е. .

3. Определяется комплексное действующее значение напряжения на участке цепи с параллельным соединением Z₂ и Z₃

.

4. Определяется комплексное действующее значение тока

---

.

5. Определяется комплексное действующее значение тока :

.

Проверка решения осуществляется по первому закону Кирхгофа для одного из узлов цепи. Например, для узла a имеем:

.

Если расчет произведен верно, то сумма комплексных токов должна быть практически равна комплексному току .
Порядок расчета цепи с параллельно-последовательным

соединением комплексных сопротивлений (рис. 3.1, б)
1. Определяется эквивалентная комплексная проводимость всей цепи

.

2. Определяется комплексное действующее значение тока цепи

.

Начальную фазу приложенного напряжения можно принять равной нулю, т. е. .

3. Определяется комплексное действующее значение тока

.

4. Определяется комплексное действующее значение напряжения

.

5. Определяется комплексное действующее значение напряжения

.

6. Определяется комплексное действующее значение тока

---

.

Проверка решения осуществляется по первому закону Кирхгофа для одного из узлов цепи или по второму закону Кирхгофа для одного из контуров цепи. Например, для узла а имеем: ; для левого контура (на схеме рис. 3.1, б указано направление его обхода) имеем: .

Если расчет произведен верно, то сумма комплексных токов должна быть практически равна комплексному току , а сумма комплексных напряжений должна быть практически равна комплексному напряжению цепи .
Описание элементов исследуемой цепи
В качестве элементов исследуемой цепи применяются резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы, которые в диапазоне используемых частот принимаются идеализированными элементами цепи, т. е. полагают, что резистор обладает только сопротивлением R, катушка индуктивности обладает только индуктивностью L и конденсатор обладает только емкостью C.

Комплексные сопротивления таких элементов записываются следующим образом:

, , .

В данной работе студенты исследуют одну из цепей, составленных из комбинации идеализированных элементов Z_R , Z_L, Z_C (рис. 3.2, а). Векторные диаграммы (рис. 3.2, б) для этих цепей приведены в общем виде (без масштабов).

Экспериментальное исследование параметров цепи
Для экспериментального определения параметра любого идеализиро-

---