Определение параметров активного двухполюсника по опытам холостого хода и короткого замыкания и построение внешней характеристики активного двухполюсника

Тип работы:
Лабораторная работа
Предмет:
Физика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Лабораторная работа № 1

По законам Кирхгофа составляем уравнения

Вычисляем напряжение, учитывая что на ветви с Rн отсутствует ЭДС

По закону Ома

Из системы выводим I1

Подставляем в уравнение и находим I2

Ответ: I=4 A, I1=0 A, I2=4 A

I-й закон Кирхгофа.

Таблица 1. 1

Измерено

Вычислено

I1, мА

I2, мА

I3, мА

Ik, мА

55. 8

114. 8

59

0

Ik= I1-I2+I3

II-й закон Кирхгофа.

Таблица 1. 2

Измерено

Вычислено

d, В

m, В

f, В

n, В

Ek, В

IkRk, В

-3. 1

-13. 1

0

11. 9

25

25

Для контура f, d, n

15

15

Потенциальная диаграмма.

, В

R, Ом

Проверка принципа наложения.

Таблица 1. 3

Измерено

Вычислено

I1', A

I1", A

I2', A

I2", A

I3', A

I3«A,

Ik'

Ik«

E1

0. 0362

0. 0103

0. 0223

0. 0036

E2

0. 0182

0. 1038

0. 0844

-0. 0012

Ik=

Ik'+Ik«

0. 0544

0. 1141

0. 0621

Проверка теоремы об эквивалентном генераторе.

Таблица 1. 4

Измерено

Вычислено

Uхх=Е, В

Iкз, А

Rвн, Ом

I3, мА

7. 38

0. 0943

78. 26

73

Rвн=Uхх/Iкз Rвн=7. 38/0. 0943=78. 26 Ом

I3=E/(Rвн+R3) I3=7. 38/(78. 26+22. 5)=0. 073 А

Вывод: Решена задача методом применения законов Кирхгофа. Определен общий ток I в цепи, токи I1 и I2 в ветвях.

Лабораторная работа № 3

1. Определим нормированную граничную частоту полосы задержки

2. Определим порядок ФНЧ прототипа

т.к. порядок фильтра — целое число, то n=3.

3. Схема фильтра-прототипа:

— нормированные параметры элементов ФНЧ прототипа.

4. Определим реальные параметры элементов ФНЧ:

Коэффициенты денормирования

Гн

мкФ

Гн;

мкФ.

5. Схема ФНЧ фильтра

6. Определим рабочее ослабление ФНЧ фильтра на разных частота

():

дБ;

дБ;

дБ;

дБ;

дБ;

дБ.

Результат вычислений и измерений

1000

991,6

698,8

278,1

121,3

36,18

эксп

0

0,073

3,1

11,116

18,323

28,831

теория

4,342

0,067

3

10,931

18,129

28,633

— экспериментальное.

996,8

755

1000

984,6

621

332,2

197,1

128,2

88,95

0,028

2,441

0

0,135

4,138

9,572

14,106

17,842

21,017

Вывод: исследовав пассивные LC — фильтры нижних частот- определили (экспериментально и теоретически) частотные характеристики. Данные совпали с высокой точностью, что указывает на отсутствие ошибок в ходе выполнения данной лабораторной работы.

закон кирхгоф двуполюсник частота

Лабораторная работа № 7

1. 1 Цель работы: Определение параметров активного двухполюсника по опытам холостого хода и короткого замыкания и построение внешней характеристики активного двухполюсника

1.2 Основные теоретические сведения

1.2.1 Активный и пассивный двухполюсник

В любой электрической схеме всегда можно выделить ветвь, тогда остальная часть схемы будет оканчиваться двумя клеммами. Ее будем изображать прямоугольником с двумя клеммами и называть двухполюсником. Если внутри прямоугольника содержаться источники э.д.с. или тока, то такой двухполюсник будем называть активным и обозначать буквой «A» внутри прямоугольника, в противном случае двухполюсник называется пассивным и отмечается буквой «П» внутри прямоугольника.

1.2.2 Метод эквивалентного генератора.

Метод позволяет рассчитать ток любой ветви не рассчитывая всю цепь. Так как любая ветвь может быть выделена, то расчетная схема цепи принимает вид, показанный на рисунке 1. 1а.

Рисунок 1. 1

Т.е. остальная часть цепи изображена в виде активного двухполюсника и требуется найти ток в ветви 1−2.

Включим два источника E1 и E2 в ветвь 1−2 навстречу друг другу. E1 и E2 равные по величине (рисунок 1. 1б). Согласно принципа наложения можно вычислить ток IE=IE1+IE2, как ток, вызванный э.д.с. E1 и E2 приняв, что э.д.с. остальных источников равны нулю. IE1 — ток, вызванный э.д.с. E1, ток IE2 вызван э.д.с. E2. Э.д.с. E1 направлена встречно U12, следовательно, согласно закону Ома

U12— E1

IE1=-----------.

R

Выберем E1 так, чтобы ток IE1=0, тогда IEE2 и схема может быть представлена, как показано на рисунке 1. 1 г, двухполюсник становится пассивным, так как компенсировано действие внутренних э.д.с. Относительно зажимов 1,2 этот двухполюсник имеет эквивалентное сопротивление Rэ=Rвн, тогда

E2 U12xx

IE1=-----------=----------.

Rвн+R Rвн+R

В формуле U12xx— это напряжение Е1, при котором ток IE1=0 (Е21), или иначе — это напряжение холостого хода (нагрузочная ветвь отключена), таким образом, двухполюсник на рисунке 1. 1а можно заменить ветвью, содержащей э.д.с., равную U12xx, и сопротивлением Rвн, или эквивалентным генератором, э.д.с. которого U12xx, а внутреннее сопротивление Rвн,(см. рис. 1. 2).

Если закоротить R, то: Ik=U12xx/Rвн, или Rвн=U12xx/Ik.

Рисунок 1. 2

Таким образом, можно сформулировать порядок определения тока ветви методом эквивалентного генератора.

1. Разорвать выделенную ветвь и вычислить на ее зажимах напряжение холостого хода.

2. Закоротить выделенную ветвь и определить ток короткого замыкания Ik.

3. Вычислить Rвн=Uxx/Ik.

4. Вычислить I=Uxx/(R+Rвн).

1.3 Порядок выполнения работы

1.3.1 Собрать схему активного двухполюсника. Схема активного двухполюсника приведена в домашнем задании № 1 для определения тока в заданной ветви

Для заданного варианта задайте параметры элементов схемы.

1.3.2 Для определения напряжения холостого хода к зажимам двухполюсника (узлам, куда подключается исследуемая ветвь) подключите вольтметр. Установите максимальное значение шкалы вольтметра

1.3.3 Выполните решение и запишите показания вольтметра в относительных единицах — v*. Вычислите показания вольтметра, который показывает напряжение холостого хода активного двухполюсника

Vxx=V*Vmax

где Vmax — установленное максимальное значение шкалы вольтметра.

1.3.4 Определите положительную клемму двухполюсника по схеме подключения вольтметра

1.3.5 К выходным зажимам двухполюсника подключите амперметр. Установите максимальное значение шкалы амперметра

1.3.6 Выполните решение и запишите показания амперметра в относительных единицах — а*. Вычислите показания амперметра, который показывает ток короткого замыкания двухполюсника

Ik=a*Amax

где Amax — установленное максимальное значение шкалы амперметра

1.3.7 Вычислите Rвн двухполюсника, Rвн=Vxx/Ik

1.3.8 Соберите схему, показанную на рисунке 1. 3

Рисунок 1. 3

А — активный двухполюсник по пункту 1.2.1.

V — вольтметр, максимальное значение шкалы которого: VmaxVxx.

A — амперметр, максимальное значение шкалы которого: ImaxIk.

R — сопротивление, величина которого изменяется от R=1000Rвн до 0,001Rвн.

1.3.9 Выполняя решение для различных значений R, запишите показания вольтметра и амперметра. Данные заносятся в таблицу 1. 1

Таблица 1. 1

№ опыта

1

2

3

4

5

6

7

R, Ом

0

4. 16

18. 2

50

262

480

беск.

I, A

0. 125

0. 12

0. 11

0. 09

0. 04

0. 025

0

V, B

0

0. 5

2. 0

4. 5

10. 5

12. 0

15

1.4 Обработка результатов измерений

1.4.1 Постройте внешнюю характеристику двухполюсника. Это зависимость U=f (I). Вычислите тангенс угла наклона характеристики для каждого значения R

Uxx-U

tg=----------.

I

Данные занесите в таблицу 1.2.

1.4.2 Вычислите мощность, выделяемую на сопротивлении R для каждого значения R: P2=UI, постройте график P2=f (I), на графике учтите P2 в режимах холостого хода и короткого замыкания. Данные занесите в таблицу 1. 2

1.4.3 Вычислите мощность, произведенную источниками активного двухполюсника: P1=UххI. Данные занесите в таблицу 1.2. Постройте график P1=f (I) на графике учтите P1 в режимах холостого хода и короткого замыкания

1.4.4 Вычислите коэффициент полезного действия

Р2

=--------.

Р1

Данные занесите в таблицу 1.2. Постройте график =f (I). Учтите в режиме короткого замыкания.

Таблица 1. 2

№ опыта

1

2

3

4

5

6

7

I, A

0. 125

0. 12

0. 11

0. 09

0. 04

0. 025

0

tg

120

120. 8

118. 2

116. 7

112. 5

120

U, B

0

0. 5

2. 0

4. 5

10. 5

12. 0

15

P2, Вт

0

0. 06

0. 22

0. 405

0. 42

0. 3

0

P, Вт

0

1. 8

1. 65

1. 35

0. 6

0. 375

0

0

0. 033

0. 133

0. 3

0. 7

0. 8

Лабораторная работа № 8

1.1 Схема установки

1.2 Описание установки

Лабораторная работа выполняется на стенде ЛСЭ-2 с использованием:

1. Амперметра

2. Источника синусоидального напряжения 220 В 50Гц.

3. Фазометра

4. Вольтметра

5. Исследуемого четырёхполюсника.

1.3 Результаты измерений и расчётов

Таблица 1

Режим работы

Прямая передача энергии

Обратная передача энергии

U1, В

I1, А

ц, град

U2, В

I2, А

ц, град

ХХ

56,7

0,4

-91

51,3

0,4

-68

КЗ

56,7

0,37

5

51,3

0,37

27

Выводы

В ходе работы были определены А-параметры четырёхполюсника

.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой