Исследование явлений резонанса в линейных электрических цепях
Группа ХХХХ.
Работу выполнил: студ. Иванов И.И.
Дата защиты:
Контрольный срок защиты:
Количество баллов:
СПб – 2015
Лист измерений к лабораторной работе 3
«Исследование явлений резонанса в линейных электрических цепях»
Выполнил
| студ.
| Иванов И.И.
| гр.
| ХХХХ
| Провел
|
| Дата
| |
Параметры цепи и питающего напряжения
U
| ψu
| R
| Lк
| Rк
| С
| В
| градус
| Ом
| мГн
| Ом
| мкФ
|
|
|
|
|
| 2.2
|
Последовательная RLC-цепь
f, Гц
| j, градус
| I, A
| UR, B
| Uк, В
| Uc, B
|
| -63
| 0.25
|
|
|
|
| -45
| 0.38
|
|
|
|
| -18
| 0.49
|
|
|
| fр= 530
|
| 0.5
|
|
|
|
|
| 0.49
|
|
|
|
|
| 0.42
|
|
|
|
|
| 0.35
|
|
|
|
Цель работы – экспериментальное исследование частотных характеристик линейных двухполюсников, содержащих индуктивный и емкостной элементы и анализ резонансных режимов их работы.
I. Схемы измерений и перечень приборов
Схема лабораторной установки
Схемы измерений
Лабораторная установка содержит генератор типа Г6-15, усилитель типа 100У-101, амперметр, вольтметр, двухканальный осциллограф типа С1-83 и контактную панель. Схемы двухполюсников собирают с помощью магазина сопротивлений Р4830, магазина индуктивностей Р567 и магазина конденсаторов Р5025.
При выполнении лабораторной работы к зажимам «а1» и «б1» контактной панели стенда (см. Схема лабораторной установки) подключаются электрические цепи, собранные по схемам, представленным на (см. Схемы измерений).
II. Заполненные таблицы. Расчетные формулы и расчеты.
f
| U= 50 В; R1= 70 Ом; Rк= 30 Ом; L= 41 мГн; C= 2.2 мкФ
| Расчет
| Эксперимент
| f0р= 529.9 Гц; Qр= 1.365
| f0э= 530 Гц; Qэ= 1.36
| j
| I
| UR1
| Uк
| UС
| j
| I
| UR1
| Uк
| UС
| Гц
| град
| А
| В
| град
| А
| В
|
| -61.8
| 0.237
| 16.6
| 18.5
| 61.1
| -63
| 0.25
|
|
|
|
| -42.8
| 0.367
| 25.7
| 37.6
| 69.9
| -45
| 0.38
|
|
|
|
| -15.1
| 0.483
| 33.8
| 61.4
| 72.7
| -18
| 0.49
|
|
|
|
|
| 0.5
|
|
| 68.2
|
| 0.5
|
|
|
|
| 13.9
| 0.485
|
|
| 60.5
|
| 0.49
|
|
|
|
| 34.5
| 0.412
| 28.8
| 73.2
| 43.8
|
| 0.42
|
|
|
|
| 47.3
| 0.339
| 23.8
|
| 31.5
|
| 0.35
|
|
|
|
f0p=1/(2×p×Ö(L×C))=1/(2×p×Ö(41×10-3×2.2×10-6))=529.9 [Гц]
Qр=(Ö(L/C))/(R1+Rк)=Ö(41×10-3/2.2×10-6)/(70+30)=1.365
Qэ=UC0/U=68/50=1.36
w=2×p×f [рад/с], XL=w×L [Ом], XC=1/(w×C) [Ом], R=R1+Rк [Ом], Х=XL-XC [Ом], z=Ö(R2+X2) [Ом], I=U/z [А], j=arctg(X/R) [°], UR=I×R [В], UC=I×XC [В], Uк=I×Ö(Rк2+ХL2) [В].
1) для f=280 [Гц]
w=2×p×280=1759 [рад/с], XL=1759×41×10-3=72 [Ом], XC=1/(1759×2.2×10-6)=258 [Ом], R=70+30=100 [Ом], Х=72-258=-186 [Ом], z=Ö(1002+1862)=211 [Ом], I=50/211=0.237 [А], j=arctg(-186/100)=-61.8°, UR=0.237×70=16.6 [В], UC=0.237×258=61.1 [В], Uк=0.237×Ö(302+722)=18.5 [В].
2) для f=380 [Гц]
w=2×p×380=2388 [рад/с], XL=2388×41×10-3=98 [Ом], XC=1/(2388×2.2×10-6)=190 [Ом], R=70+30=100 [Ом], Х=98-190=-92 [Ом], z=Ö(1002+922)=136 [Ом], I=50/136=0.367 [А], j=arctg(-92/100)=-42.8°, UR=0.367×70=25.7 [В], UC=0.367×190=69.9 [В], Uк=0.367×Ö(302+982)=37.6 [В].
3) для f=480 [Гц]
w=2×p×480=3016 [рад/с], XL=3016×41×10-3=124 [Ом], XC=1/(3016×2.2×10-6)=151 [Ом], R=70+30=100 [Ом], Х=124-151=-27 [Ом], z=Ö(1002+272)=104 [Ом], I=50/104=0.483 [А], j=arctg(-27/100)=-15.1°, UR=0.483×70=33.8 [В], UC=0.483×151=72.7 [В], Uк=0.483×Ö(302+1242)=61.4 [В].
4) для f=530 [Гц]
w=2×p×530=3330 [рад/с], XL=3330×41×10-3=136 [Ом], XC=1/(3330×2.2×10-6)=136 [Ом], R=70+30=100 [Ом], Х=136-136=0 [Ом], z=Ö(1002+02)=100 [Ом], I=50/100=0.5 [А], j=arctg(0/100)=0°, UR=0.5×70=35 [В], UC=0.5×136=68 [В], Uк=0.5×Ö(302+1362)=70 [В].
5) для f=580 [Гц]
w=2×p×580=3644 [рад/с], XL=3644×41×10-3=149 [Ом], XC=1/(3644×2.2×10-6)=125 [Ом], R=70+30=100 [Ом], Х=149-125=24 [Ом], z=Ö(1002+242)=103 [Ом], I=50/103=0.485 [А], j=arctg(24/100)=13.9°, UR=0.485×70=34 [В], UC=0.485×125=60.5 [В], Uк=0.485×Ö(302+1492)=74 [В].
6) для f=680 [Гц]
w=2×p×680=4273 [рад/с], XL=4273×41×10-3=175 [Ом], XC=1/(4273×2.2×10-6)=106 [Ом], R=70+30=100 [Ом], Х=175-106=69 [Ом], z=Ö(1002+692)=121 [Ом], I=50/121=0.412 [А], j=arctg(69/100)=34.5°, UR=0.412×70=28.8 [В], UC=0.412×106=43.8 [В], Uк=0.412×Ö(302+1752)=73.2 [В].
7) для f=780 [Гц]
w=2×p×780=4901 [рад/с], XL=4901×41×10-3=201 [Ом], XC=1/(4901×2.2×10-6)=93 [Ом], R=70+30=100 [Ом], Х=201-93=108 [Ом], z=Ö(1002+1082)=147 [Ом], I=50/147=0.339 [А], j=arctg(147/100)=47.3°, UR=0.339×70=23.8 [В], UC=0.339×93=31.5 [В], Uк=0.339×Ö(302+2012)=69 [В].
III. Графики характеристик I(f), Uк(f), UC(f), UR(f), φ(f)
На графиках сплошной линией изображены экспериментально снятые характеристики, пунктирной линией – расчетные характеристики.
IV. Векторные диаграммы для состояния резонанса.
Отобразим на векторной диаграмме U = UR + UC + Uк.
Согласно данным измерений U = U×e jyu = 50×e j135°и j=0°, тогда начальная фаза тока yi = yu – j = 135°– 0° = 135°.
Угол сдвига фаз между током и напряжением на резистивном элементе jR=0°, тогда начальная фаза напряжения на резистивном элементе yuR = jR + yi = = 0°+135°=135°, т.о. UR = UR×e jyuR = 35×e j135°.
Угол сдвига фаз между током и напряжением на емкостном элементе jC=-90°, тогда начальная фаза напряжения на емкостном элементе yuC = jC + yi =
=-90°+135°=45°, т.о. UC = UC×e jyuC = 68×e j45°.
Угол сдвига фаз между током и напряжением на катушке индуктивности определяется как jк=arctg(XL/Rк)=arctg(136/30)=77°, тогда начальная фаза напряжения на катушке индуктивности yuк = jк + yi = 77°+135°=212°, т.о.
Uк = Uк×e jyuк = 70×e j212°= 70×e- j148°.
Представленная векторная диаграмма отображает, что U = UR + UC + Uк или 50×e j135° = 35×e j135° + 68×e j45° + 70×e- j148°.
V. Выводы по работе.
……….
Информация для группы
Дисциплина – Общая электротехника. Часть II – Электрические машины.
Перечень учебно-методического обеспечения:
6. Электротехника: учебник для вузов/А.С. Касаткин, М.В. Немцов. – 10-е (9-е) изд., стер.– М.: Издательский центр «Академия», 2007 (2005) . – 544 с.
7. Электротехника и электроника: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений/М.А. Жаворонков, А.В. Кузин. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 400 с.
8. Общая электротехника. Интерактивные модели. Автор А.А. Усольцев.
http://www.ets.ifmo.ru/usolzev/intmod/index.htm
9. Кардонов Г.А., Никитина М.В., Толмачев В.А., Усольцев А.А. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Электротехника»/ Часть 2. Электрические машины. – СПб: СПб ГУИТМО, 2005 – 43 с.
http://www.ets.ifmo.ru/uchoba02e.html
Примечание: пособия (3)-(4) выложены на сайте www.ets.ifmo.ru в подразделе «Электротехника и ТОЭ» раздела «Учебная деятельность»
Требования к оформлению отчетов по лабораторным работам
ü отчет по лабораторной работе должен содержать титульный лист;
ü в отчет должен быть вложен лист измерений;
ü отчет должен содержать ВСЕ позиции, предусмотренные пунктом «Содержание отчета»;
ü весь графический материал отчета должен быть выполнен на миллиметровке с обязательной оцифровкой и обозначением осей;
ü принимаются ТОЛЬКО рукописные рефераты.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|