Теория электрических цепей Лабораторные работы

Начертательная геометрия
Фронтально проецирующая плоскость
Фронтальная плоскость уровня
Фронталь плоскости
Прямая, параллельная плоскости
Взаимная параллельность плоскостей
Примеры изображения плоскостей общего и частного положения
Задание поверхности на комплексном чертеже
Определитель поверхности
Алгоритм конструирования поверхности
Развертывающиеся поверхности
Комплексный чертеж призматической поверхности
Задание кривых линейчатых поверхностей
Задание цилиндрической поверхности общего вида на комплексном чертеже
Неразвертывающиеся линейчатые поверхности с двумя направляющими
Алгоритм построения цилиндроида
Коноид
Поверхности вращения
Поверхности вращения второго порядка
Сфера образуется вращением окружности
Эллипсоид вращения
Гиперболоид вращения
Тор- поверхность вращения 4 порядка
Сконструировать поверхность: тор-кольцо
Винтовые поверхности
Решение позиционных и метрических задач
Позиционные задачи
Решение главных позиционных задач
Конические сечения
Построить линию пересечения сферы
Метрические задачи.
Построение плоскости, касательной к поверхности
Задачи на определение расстояний между геометрическими фигурами
Преобразование комплексного чертежа
Плоский чертёж
Третья основная задача преобразования комплексного чертежа
Решение четырех основных задач преобразованием комплексного чертежа
Плоскость общего положения поставить в положение проецирующей
Решение позиционных задач с помощью преобразования комплексного чертежа
Технические чертежи

Изображения на технических чертежах

Разрезы
Классификация разрезов
Соединение части вида и части разреза
Сечения
Выносные элементы
По наглядному изображению построить три вида детали и выполнить необходимые разрезы.
Построить три вида детали и выполнить необходимые разрезы
Сфера
Аксонометрия
Изометрия окружности
Прямоугольная диметрия
Сети, компьютеры
Локальные и глобальные
компьютерные сети
Методы маршрутизации
Построение сети
Технология Ethernet
Технология мобильных сетей
Адресация в IP-сетях
Вычислительные сети
Адресация в сетях
Топология сети
Глобальная компьютерная сеть Интернет
Электронная почта
Адрес E-mail
Поиск информации в Интернет
Структурированные кабельные системы
Математика
Аналитическая геометрия
Векторная алгебра
Пределы
Примеры вычисления интегралов
Производная и дифференциал
Изменить порядок интегрирования
в интеграле
Вычислить двойной интеграл
Интегрирование по частям
Исследовать на сходимость ряд
Вычислить предел функции
Решение типового варианта
контрольной работы
Энергетика
Курс лекций общая энергетика
Физика, электротехника
Лабораторная работа по ТОЭ
Двигатели, генераторы, трансформаторы
Контрольная по физике
ТОЭ теоретические основы
электротехники
Цифровые электронные устройства
Способы охлаждения
полупроводниковых приборов
Теория электрических цепей
Тормозное рентгеновское излучение
Ядерная модель атома
Равновесная плотность энергии излучения
Способы получения
интерференционной картины
Понятие когерентности
Явление дифракции
Дифракция от круглого отверстия
Дифракция Фраунгофера от щели
Дифракционная решетка
Тепловое излучение. Формула Планка
Техническая механика
Контрольная работа
Курс лекций
Лабораторные работы
Задачи по сопромату
Моменты инерции сечения
Деформации и перемещения при кручении
валов
Определение опорных реакций
Расчет статически неопределимых балок
Расчет ферм
Расчеты на прочность по допускаемым
напряжениям
Моменты инерции
Изгиб с кручением
Вычислить упругую объемную
деформацию
Рассчитатьна прочность по III-ей теории
прочности
История искусства
Лекции по эргономике
для дизайнеров интерьера
Египет, Индия и Китай
Доисторическая эпоха
Буддизм
Ассирия
ЭЛЛАДА
Коринфский стиль
Рим
Хлеба и зрелищ
этрусский дом
ДРЕВНЕХРИСТИАНСКАЯ ЭПОХА
Борьба язычества с христианством
римские катакомбы
САСАНИДЫ
Магометанство
Появление арабов в Европе
История искусства государства
Российского

Дальнейшее развитие христианства
в Европе

Византийская архитектура
Новгорода и Пскова
Покровский собор в Филях
четыре вида древней иконописи
Иконоборство
Эпоха петровских преобразований
История искусства западной Европы
периода Возрождения
Романский стиль. — Готика
Церковь Парижской Богоматери
ИТАЛИЯ В ЭПОХУ ВОЗРОЖДЕНИЯ
Жизнь Италии в эпоху Возрождения
Ломбардское направление живопис
НИДЕРЛАНДЫ
Леонардо да Винчи
Общее состояние искусств в Европе.
Народные росписи
Уральский расписной туесок
Нижнетагильские туеса
А.Н.Голубева «Тагильский букет»
 

Лабораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

Цель работы

Экспериментальное исследование соотношений для токов и напряжений электрических цепей синусоидального тока с катушкой индуктивности и ёмкостью.

2. Краткая теория

В однофазных электрических цепях в большинстве случаев действует ЭДС, изменяющаяся по синусоидальному закону.

,

где   - мгновенное значение ЭДС,

 - амплитудное значение,

 - угловая частота,

  - частота,

  - начальная фаза,

Токи и напряжения в таких цепях также синусоидальны:

;

.

Фазовый сдвиг между напряжением и током:

.

Наряду с мгновенным и амплитудным используется понятие о среднеквадратичном (действующем) значении переменного тока, а также напряжения, ЭДС.

.

Физический смысл действующего значения синусоидального тока состоит в следующем: это такое значение постоянного тока, который за время, равное периоду синусоидального тока в некотором сопротивлении R выделяет такое же количество тепла что и синусоидальный ток.

Действующее значение синусоидального тока можно определить через его амплитудное значение:

.

В большинстве случаев расчёт цепей синусоидального тока производят комплексным методом. Он позволяет осуществить переход от тригонометрических уравнений к алгебраическим, составленным относительно комплексов тока и напряжения.

Известно, что синусоидально изменяющаяся величина может быть условно (символически) представлена в виде комплексного числа . Это лежит в основе замены синусоидальных функций вращающимися векторами на комплексной плоскости (рис. 1).

Рис. 1

Проекция вектора на мнимую ось для момента времени t:

.

Совокупность векторов, изображающих синусоидально изменяющиеся токи, напряжения, ЭДС некоторой электрической цепи, называется векторной диаграммой. Векторные диаграммы строятся для момента времени t = 0.

Анализ цепей синусоидального тока необходимо проводить с учётом следующих пассивных элементов: резисторов, катушек индуктивности и конденсаторов, которые характеризуются соответственно активным сопротивлением R, индуктивностью L (индуктивным сопротивлением ) и ёмкостью C (ёмкостным сопротивлением ). Комплексные сопротивления индуктивности и ёмкости соответственно можно найти как

.

Реальная катушка индуктивности обладает существенным электрическим сопротивлением и может быть представлена эквивалентной схемой, состоящей из последовательно включенных индуктивности  и активного сопротивления Rk (рис. 2). Векторная диаграмма для такой катушки приведена на рис. 3.

 

 Рис. 2 Рис. 3

Ток в цепи (рис. 4, рис. 5), состоящей из последовательно соединённых элементов, находиться по закону Ома

,

где Z – входное комплексное сопротивление цепи, равное сумме сопротивлений отдельных её элементов:

 

  Рис. 4 Рис. 5

Для схемы рис. 4 ;

для схемы рис. 5 .

3. Задание для самостоятельной подготовки

3.1. По литературе [1] или [2] ознакомьтесь с теорией цепей однофазного синусоидального тока. Необходимо освоить расчёты в комплексной форме, перевод комплексных величин из алгебраической формы в показательную и обратно, построение векторных диаграмм токов и напряжений. Примеры расчета простейших схем приведены в [4].

3.2. Рассчитать величину индуктивности L, если индуктивное сопротивление   на частоте =50 Гц равно 10 Ом. Чему будет равно индуктивное сопротивление рассматриваемой индуктивности на частоте =100 кГц?

3.3. На частоте =100 кГц для последовательного соединения индуктивности предыдущего п.3.2 и резистора R = 35 Ом рассчитать комплексное сопротивление. Запишите результат в алгебраической и показательной формах.

3.4. Рассчитать мгновенное значение тока в этой цепи (п.3.3), если к ней приложено напряжение  В. Постройте векторную диаграмму.

3.5. Рассчитать величину ёмкости, если ёмкостное сопротивление   на частоте =20 кГц равно 25 Ом. Чему будет равно сопротивление этой ёмкости на частоте 400 кГц?

3.6. Для последовательного соединения ёмкости предыдущего п.3.5 и резистора R = 150 Ом рассчитать комплексное сопротивление, полное сопротивление и аргумент комплексного сопротивления, его активную и реактивную составляющие на частоте 10 кГц.

3.7. Рассчитать (схема рис. 4) величины токов и напряжений, указанных в табл. 1 и записать их мгновенные значения. Величина действующего входного напряжения задаётся преподавателем  U = (0,4 - 1) В, = 300 Гц;

L = 10 мГн; Rk = 11 Ом; R = 10 Ом.

Таблица 1

, В

, А

, град

, В

, В

, град

, В

, В

Расчет

Опыт

3.8. Рассчитать для схемы рис. 5 величины токов и напряжений, указанных в табл. 2 и записать их мгновенное значение, если U = (0,4 - 1) В, = 4 кГц; C = 25 нФ; R = 1 кОм; = 10 Ом.

Таблица 2

, В

, А

, град

, В

Расчет

Опыт

3.9. Перечертить экспериментальные схемы рассматриваемой работы (рис. 6-9).

Рис. 6

Рис. 7

Рис. 8

Рис. 9

4.  Методические указания по проведению работы

4.1. Схемы используемых цепей приведены на рис. 6-9. Для сборки схем используется элементы лабораторного модуля измерительного лабораторного стенда: L = 10 мГн, Rk = 11 Ом, C = 25 нФ, R = 1 кОм,

RШ = 10 Ом. Измерительное сопротивление  предназначено для определения тока в ветви. Ток в этой ветви рассчитывается с помощью закона Ома по измеренному напряжению на сопротивлении RШ ( I = U / RШ ). Измерение действующих значений напряжений в схемах осуществляется с помощью цифровых вольтметров, измерение углов сдвига фаз между напряжениями и токами – с помощью фазометра.

4.2. Собрать схему рис. 6, установив по вольтметру V1 напряжение генератора ГНЧ, заданное преподавателем и частоту = 300 Гц. Измерить по фазометру сдвиг фаз   между напряжением резистора и «опорным» напряжением генератора, который совпадает со сдвигом фаз между током и напряжением генератора: , т.е. аргумент  комплексного сопротивления Z собранной на стенде цепи, который определяется как сдвиг фаз между входным напряжением и током, равен: .  разомкнуть узлы 1 и 2 и узлы 5 и 4 и соединить между собой узлы 2 и 5 и узлы 4 и 5, как показано на рис. 7. При этом, очевидно, режим цепи не изменится, но только вольтметр V2 будет показывать напряжение ULR на катушке индуктивности, а фазометр – сдвиг фаз  между напряжением на катушке и «опорным» напряжением генератора: . Результаты измерений занести в графу «Опыт» таблицы 1.

4.3. Собрать схему рис. 8. Установить по вольтметру V1 напряжение, такое же как в п.4.2, частоту = 4 кГц. Измерить по фазометру сдвиг фаз  между напряжением резистора и «опорным» напряжением генератора, который совпадает со сдвигом фаз между током и напряжением генератора: . Значит, аргумент  комплексного сопротивления Z собранной на стенде цепи, который определяется как сдвиг фаз между входным напряжением и током, равен .

Переключите входные зажимы собранной на стенде цепи к противоположным выходным клеммам генератора, как показано на рис. 9. При этом, очевидно, режим цепи не изменится, но только вольтметр  будет показывать напряжение на конденсаторе, а фазометр – сдвиг фаз между напряжением на конденсаторе и «опорным» напряжением генератора: . Результаты измерений занести в таблицу 2.

Контрольные вопросы

5.1. Что такое емкостное, индуктивное и комплексное сопротивления?

5.2. Как зависят реактивные сопротивления емкости и индуктивности от частоты? Нарисуйте графики этой зависимости.

5.3. Нарисуйте треугольники сопротивлений последовательной RL и RC – цепей.

5.4. Чему равны активная, реактивная, полная и комплексная мощности в идеальной индуктивности и емкости?

5.5. Чему равны активная, реактивная, полная и комплексная мощности в реальной катушке индуктивности?

Порно гинеколог по материалам http://comics-portal.com.
Характеристики и параметры реальных элементов электрических цепей постоянного тока