Файл: Методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине Теоретические основы электротехники I,II.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.01.2024
Просмотров: 401
Скачиваний: 1
СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРАЗВЕТВЛЁННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Список рекомендУЕМой литературы
ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЁННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
Список рекомендУЕМой литературы
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
9. Разомкнуть вторичную цепь и измерить токи напряжения.
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЁХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ,
исследование переходных процессов
список рекомендУЕМой литературы
исследование переходных процессов
В электрических цепях с источником
список рекомендУЕМой литературы
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОБЪЕКТЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНОГО
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
3. Зарисовать осциллограммы тока и напряжения на конденсаторе. Измерить, с помощью осциллографа, ток и напряжение конденсатора, рассчитать по осциллограмме постоянные времени разряда и заряда конденсатора.
4. Подключить катушку индуктивности переключателя SA. На экране осциллографа получить изображения зависимости тока и напряжения катушки от времени.
5. Зарисовать осциллограммы тока и напряжения катушки. Измерить с помощью осциллографа ток и напряжение катушки, определить масштаб времени, рассчитать по осциллограмме постоянные времени при подключении и отключении катушки.
6. Подключить катушку и конденсатор (среднее положение переключателя). На экране осциллографа получить изображение тока и напряжения на конденсаторе и на катушке.
7. Зарисовать осциллограммы тока и напряжений. Определить характер процессов. Определить параметры колебательного процесса.
Б. Дома
1. Рассчитать постоянные времени разряда и заряда конденсатора по осциллограмме, полученной в п.3.
2. Рассчитать постоянные времени разряда и заряда конденсатора, начальные значения тока и напряжение конденсатора по известному напряжению источника U и параметрам цепи R1,R2,R0 и С. Сравнить результаты расчёта с данными по п. 8.
3. Рассчитать постоянные времени подключения и отключения катушки, начальные значения тока и напряжения катушки по известному напряжению источника и параметрам цепи. Нарисовать график переходного процесса и сравнить его с графиком, полученном в п. 5.
4. Рассчитать корни характеристического уравнения для переходных процессов по данным параметрам цепи в п. 6. Построить график тока и сравнить результаты расчёта с экспериментальными данными по п. 6.
контрольные вопросы
1. Как по виду осциллограмм тока и напряжения определить характер переходных процессов?
2. Как по осциллограмме напряжения или тока определить постоянную времени переходного процесса, изменяющегося по экспоненциальному закону?
3. Как по осциллограмме тока и напряжения определить параметры колебательного процесса (и ω)?
4. Как в графиках зависимости токов и напряжений на элементах цепи проявляются законы коммутации?
5. Как по виду осциллограмм тока и напряжения определить
, какой из процессов соответствует подключению цепи к источнику, а какой замыканию накоротко?
Ответить на данный вопрос в случае, когда в цепь включен конденсатор?
6. Как по виду осциллограмм тока и напряжения определить, какой из процессов соответствует подключению цепи к источнику, а какой замыканию накоротко?
Ответить на данный вопрос в случае, когда в цепь включена катушка
7. Как по виду осциллограмм тока и напряжения определить, какой из процессов соответствует подключению цепи к источнику, а какой замыканию накоротко?
Ответить на данный вопрос в случае, когда в цепь включены конденсатор и катушка индуктивности.
8. Нарисовать график тока в цепи RLC при подключении под постоянное напряжение, если корни характеристического уравнения вещественные.
9. Нарисовать график напряжения на индуктивном элементе UL в цепи RLC при подключении под постоянное напряжение, если корни характеристического уравнения вещественные.
10. Нарисовать график тока в цепи RLC при подключении под постоянное напряжение, если корни характеристического уравнения комплексные.
11. Нарисовать график напряжения на индуктивном элементе UL в цепи RLC при подключении под постоянное напряжение, если корни характеристического уравнения комплексные.
12. Нарисовать график напряжения на конденсаторе UС в цепи RLC при подключении под постоянное напряжение, если корни характеристического уравнения комплексные.
список рекомендУЕМой литературы
1. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники / Л.А. Бессонов – М.: Высш. шк., 2000. – С. 226 – 245.
2. Попов, В.П. Основы теории цепей / В.П. Попов – М.: Высш. шк., 1995. – С. 245 – 265.
3. Потапов, Л.А. Краткий курс теоретических основ электротехники / Л.А. Потапов – Брянск: БГТУ, 2001. – С. 102 – 110.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ
С НЕЛИНЕЙНЫМИ СОПРОТИВЛЕНИЯМИ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Получение навыков экспериментального исследования электрических цепей с нелинейными элементами.
ЗАДАЧИ РАБОТЫ
1. Освоить методы экспериментального определения вольтамперных характеристик нелинейных элементов.
2. Закрепить методы расчета цепей с нелинейными элементами.
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕМЕНТАХ ИССЛЕДОВАНИЯ
Нелинейные элементы имеют нелинейные зависимости напряжения от тока U( I). Эти зависимости обычно определяют экспериментально и представляют графически, как вольт-амперные характеристики (ВАХ) соответствующего нелинейного элемента. Для оценки величины сопротивления при заданном напряжении используют статическое (Rст = U / I) и дифференциальное сопротивления
(Rдиф = dU / dI). Каждый нелинейный элемент имеет ограниченную зону напряжений и токов, в которой он может работать без разрушений. При этом значительная часть нелинейных элементов имеет несимметричную ВАХ и, соответственно, неодинаковые предельно допустимые токи и напряжения для прямого и обратного включения. В табл. 8. 1 приведены предельно допустимые значения токов и напряжений для имеющихся на стенде нелинейных элементов.
Следует обратить внимание на то, что обратный ток диодов измеряется обычно в микроамперах, а прямой в миллиамперах. Если строить ВАХ диода (Д226Е, КЦ 401Г) в одном масштабе, то одна ее ветвь для прямого включения практически совпадает с положительной осью ординат, а ветвь ВАХ при обратном включении совпадает с отрицательной осью абсцисс. Поэтому ВАХ диода для прямого включения строят в одном масштабе (в 1 квадранте), а для обратного включения (в 3 квадранте) – в другом масштабе.
ВАХ стабилитронов (Д814А, Д814Д) аналогична ВАХ диода для прямого включения. Для обратного включения ВАХ стабилитрона имеет участок, на котором ток изменяется, а напряжение практически не меняется. Бареттер имеет симметричную ВАХ, на которой имеется участок с мало меняющимся током (для 0,3Б17-35 ток 0,3 А) при значительном изменении напряжений (от 17 до 35 В).
ОПИСАНИЕ СТЕНДА
На стенде смонтированы два источника постоянного напряжения, амперметры, вольтметры и нелинейные элементы: бареттер, лампа накаливания, диоды, полупроводниковый стабилитрон и динистор (параметры нелинейных элементов сведены в табл. 1). Один из источников питания переключателем П включается на 3, 30, 300 В. Одновременно изменяется предел изменения вольтметра, подключенного к нему.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
![](https://images.student-it.ru/files/274408/1041392_html_f1704d0adf2cff32.gif)
А. В лаборатории
1. Нарисовать в тетради схему для снятия ВАХ лампы накаливания, выбрать приборы исходя из предельно допустимых значений токов и напряжений. Собрать цепь по схеме и представить ее преподавателю.
2. Снять ВАХ лампы накаливания, диода, бареттера, стабилитрона у имеющихся на стенде нелинейных сопротивлений. Снятие ВАХ диодов начинать с обратного включения. При снятии ВАХ бареттера использовать источник на 50 В, расположенный на стенде справа. При выборе приборов для измерения токов и напряжений руководствоваться данными табл.1.
Внимание: при отключении источника на 3, 30, 300 В необходимо вначале реостатом уменьшить напряжение до нуля, а затем переключателем П отключить источник.
3. Собрать цепь по схеме рис 1. Амперметры выбрать в соответствии с полученными в п. 2 величинами токов. С помощью переключателя, расположенного на стенде слева под вольтметром, подключить источник с напряжением 30 В и затем с помощью реостата в ранее собранной цепи установить напряжение 20 В. Записать измеренные величины токов.
4
![](https://images.student-it.ru/files/274408/1041392_html_177a086a9f6ae338.gif)
5. Отключить стабилитрон и, представив оставшуюся часть схемы как активный двухполюсник, экспериментально определить методом холостого хода (ХХ) и короткого замыкания (КЗ) его параметры. Записать величины напряжения холостого хода и ток короткого замыкания.
.6
![](https://images.student-it.ru/files/274408/1041392_html_8e601de3f4253aa.gif)
Б. Дома
7. По полученным в п. 2 ВАХ нелинейных сопротивлений рассчитать графически токи во всех ветвях цепи рис. 1 при U= 20 В.
8. Графически определить ток в нелинейном элементе, используя данные пп. 2 и 5. Сравнить полученный результат с экспериментальным, полученным в п. 4.
9. Рассчитать графически токи во всех ветвях схемы рис. 3 .
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Как рассчитать ток в лампе (п. 3 порядка работы), если известны ее ВАХ и напряжение U = 20 В.
2. Как рассчитать ток в стабилитроне (п. 8 порядка работы), если известны ЭДС и сопротивление эквивалентного генератора и ВАХ стабилитрона.
3. Как определять токи (рис. 3) (п. 9 порядка работы).
4. Как экспериментально определить ЭДС и сопротивление эквивалентного генератора (методом ХХ и КЗ).
5. Как строится вольт-амперная характеристика двух нелинейных элементов, включенных последовательно, параллельно, при смешанном соединении нескольких нелинейных элементов.
6. Как определить дифференциальное сопротивление по известной ВАХ.
7. Как рассчитывается цепь, если в ней имеется лишь один нелинейный элемент, а остальные линейные.
8. Какие вольт-амперные характеристики называются симметричными, какие несимметричными.
9. Определить коэффициент стабилизации напряжения в цепи на рис. 2.
10. Определить величины сопротивления и ЭДС, с помощью которых можно заменить ВАХ стабилитрона, полученная в п.2.
11. Нарисовать ВАХ, имеющую участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением и определть величину этого сопротивления.
12. Нарисовать ВАХ, имеющую участок с одинаковыми величинами статического и дифференциального сопротивлениями.
Предельно допустимые токи и напряжения
Таблица 1
Прибор | При прямом включении | При обратном включении | Напряжение или ток стабилизатора | ||
Uпр., В | Iпр., мА | Uобр., В | Iобр., мА | ||
Д814А | 1 | 100 | 7–8,5 | 40 | 7–8,5 В |
Д814Д | 1 | 100 | 11,5–14 | 24 | 11,5–14 В |
ЛН13,5 | 13,5 | 180 | 13,5 | 180 | |
ЛН6,3 | 6,3 | 300 | 6,3 | 300 | |
Д226Е | 1,5 | 300 | 500 | 0,1 | |
КЦ401Г | 2,5 | 300 | 400 | 0,1 | |
0,3Б17-35 | 35 | 300 | 35 | 300 | 0,3 А |
0,425Б 5,5-12 | 12 | 425 | 12 | 425 | 0,425 А |