Файл: Исследование электрических цепей синусоидального тока.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 6
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Для параллельного контура частотная характеристика:
.Описание лабораторной установки:
Лабораторная работа №2 выполняется в любой программной среде. Задание, представленное для выполнения лабораторной работы, в полном объеме может быть выполнено в старших версиях Multisim. В работе используется функциональный генератор (источник синусоидального напряжения), виртуальный двулучевой осциллораф, осциллограф Agilent, резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы, амперметры, вольтметры, ваттметры.
Рабочее задание:
-
Исследование элементов электрических цепей (угла сдвига фаз
). -
Исследование активного и реактивного сопротивлений элементов цепей синусоидального тока. -
Проверка выполнения законов Ома и Кирхгофа. Построение векторных диаграмм. -
Исследование явления резонанса напряжения. -
Исследование явления резонанса токов. -
Построение частотных характеристик.
Порядок проведения лабораторной работы:
Параметры элементов в каждой из схем выбираются студентом самостоятельно или по указанию преподавателя. После выполнения каждого из всех перечисленных пунктов необходимо сделать вывод, в нём же указать особенности выполнения эксперимента.
Ход работы:
-
Исследование элементов электрических цепей (угла сдвига фаз ).
Соберём электрическую схему. В ней подключим через амперметр активное сопротивление к источнику синусоидального напряжения, с помощью двухлучевого осциллографа будем наблюдать графики тока и напряжения. По осциллограммам определим разность фаз между током и напряжением.
Рис. 1.
Рис. 2.
Рис. 3.
-
Исследование активного и реактивного сопротивлений элементов цепей синусоидального тока.
Соберём электрическую схему. В собранной схеме измерим ток, напряжение и мощность на резистивном, индуктивном и емкостном элементах электрической цепи. Полученные результаты занесём в таблицу.
Рис. 4.
Рис. 5.
Таблица 1.
| Активное сопротивление | Индуктивная катушка | Конденсатор | |||||||||||
| , B | , A | , Bт | , Ом | , В | , А | , Вт | R , Ом | X К , Ом | , В | , А | , Вт | , Ом | |
| -1,158 | -0,014 | 39,99 | 80 | 1,054 | 0,014 | 39,99 | 80 | 1 | 52,714 | -0,019 | -0,423571 | 1 | |
\
-
Проверка выполнения закона Ома и законов Кирхгофа. Построение векторных диаграмм.
Соберём электрические схемы. Измерим ток и напряжение на входе схемы и на всех её элементах. Результаты занесём в таблицу.
-
Закон Ома:
-
Первый закон Кирхгофа:
-
Второй закон Кирхгофа:
Рис. 6.
Рис. 7.
Таблица 2.
| ВХ, В | ВХ, А | R, B | K, B | C, B |
| 102,926 | 0,031 | 2,496 | 1,514 | -102,926 |
| 109,361 | 0,032 | 2,496 | 1,514 | -109,36 |
По данным, взятым из таблицы, построим векторную диаграмму цепи.
Рис. 8.
-
Исследование явления резонанса напряжения.
Для исследования явления резонанса напряжений соберём схему. Изменяя частоту генератора сигналов, тока и напряжения получим совпадение их по фазе. В схеме имеет место резонанс. Запишем значение резонансной частоты.
Рис. 9.
Рис. 10.
Таблица 3.
| Параметры схемы | Опыт | Расчет | |||||||||||
| вх, В | к, Ом | к, мГн | н, Ом | С, нФ | o, 1/с | o, А | кo, В | со, В | o, 1/с | o, А | кo, В | со, В | |
| 10 | 80 | 1 | 80 | 1 | 30 | 3,19 | 3,19 | 0,5 | 31 | 3,1 | 3,1 | 3,1 | |
-
Исследование явления резонанса токов.
Для исследования явления резонанса токов соберём электрическую схему. Изменяя частоту генератора сигналов, будем наблюдать за осциллограммами тока и напряжения. При совпадении их по фазе в схеме имеет место резонанс. Запишем значение резонансной частоты.
Рис. 11.
Таблица 4.
| Параметры схемы | Опыт | Расчет | |||||||||||
| вх, В | к, Ом | к, мГн | н, Ом | , нФ | o, 1/c | o, А | кo, А | со, А | o, 1/c | o, А | кo, А | со, А | |
| 10 | 80 | 1 | 80 | 1 | 40 | 4,16 | 4,16 | 0,8 | 41 | 4,1 | 4,1 | 4,1 | |
-
Построение частотных характеристик.
Соберём схемы электрических цепей. Для собранных схем построим частотные характеристики. Объясним вид полученных характеристик и особенности каждой из электрических схем.
Рис. 12.
Рис. 13.
Рис. 14.
Таблица 5.
| f , Гц | 0,5 | 0,7 | 0,9 | 1,1 | 1,3 |
| I, мА | 0,415 | 0,531 | 0,619 | 0,843 | 1,001 |
Вывод:
В данной лабораторной работе было проведено экспериментальное исследование электрических цепей переменного тока и проверка законов электротехники — Кирхгофа, Ома. Мы выяснили, что алгебраическая сумма токов равна 0, а алгебраическая сумма падений напряжений равна алгебраической сумме ЭДС цепи, входящей в этот контур. А также, нашли резонанс тока и напряжения в момент совпадения их фаз.
Закон Ома:
Первый закон Кирхгофа:
Второй закон Кирхгофа:
Явление резонанса напряжения изменяется по синусоидальному графику
Явление резонанса токов имеет график похожий на косинусоиду. При сопоставлении графиков получаем, что они зеркально отражают друг друга.