Файл: Лабораторная работа 2 Исследование режимов работы линии передачи постоянного тока с помощью схемы замещения.doc

U
соответствии с уравнением (3-4) построены кривые относительно выходного напряжения = ƒ(λ) для различных λ (рис.3-5).


Рис.3-5.

Перечень оборудования:

1. 
   Источник питания 36 В.
   
2. 
   Резисторы: Rp=0÷100 Ом, R3=75 Ом.
   
3. 
   Измерительные приборы: амперметр, вольтметр.
   

Содержание работы.
Рассмотреть два способа регулирования тока и напряжения на приемнике при различных нагрузках:

1. 
   с помощью регулировочного сопротивления, включенного последовательно с источником питания и приемником,
   
2. 
   с помощью делителя напряжения.
   

Порядок выполнения работы.

1. 
   Регулирование с помощью регулировочного сопротивления.
   

1. 
   Собрать для исследования электрическую цепь, схема замещения которой приведена на рис.3-6.
   

Рис.3-6.
В качестве регулировочного сопротивления используется сопротивление Rp (R=0÷100 Ом, Р=50 Вт), в качестве приемника Rн1 используется резистор R4=36 Ом, и в качестве приемника Rн2 - резистор R3=75 Ом.

1. 
   Изменяя сопротивление регулировочного реостата Rp при Rн1 снять показания приборов для 5-6 точек и занести их в таблицу 1.
   

Таблица 1.

№ п/п	Данные измерений			Данные вычислений			Rн1=36 Ом
	U1, B	U2, B	I, A	Rp, Ом	Rp/Rн1	U2/U1
1. 2. 3. 4. 5. 6.

1. 
   Тот же эксперимент повторить при Rн2 и занести данные в таблицу 2.
   

Таблица 2.

№ п/п	Данные измерений			Данные вычислений			Rн2=75 Ом
	U1, B	U2, B	I, A	Rp, Ом	Rp/Rн1	U2/U1
1. 2. 3. 4. 5. 6.

---

1. 
   По данным измерений вычислить Rp (введенную часть регулировочного реостата), U2/U1, найти отношения Rp/Rн1, Rp/Rн2.
   

1.5. По данным таблиц 1 и 2 построить зависимости

и

2. 
   Регулирование делителем.
   

1. 
   Собрать для исследования электрическую цепь, схема замещения которой приведена на рис.3-7.
   

Рис.3-7.
В качестве делителя используется сопротивление Rp (R=0÷100 Ом, Р=50 Вт), в качестве приемника Rн1 используется резистор R4=35 Ом, в качестве приемника Rн2 резистор R3=75 Ом. Вольтметр V2 должен быть включен до ключа В1.

2. 
   Изменяя положение подвижного контакта делителя напряжения вращением ручки Rp снять показания приборов для 5-6 точек при Rн1 и занести эти показания в таблицу 3.
   

При каждом данном положении подвижного контакта делителя измерить напряжение холостого хода U2х (при отключенном приемнике ключ В1 разомкнут).

Таблица 3.

№ п/п	Данные измерений				Данные вычислений		Rн1=20 Ом
	U1, B	U2, B	U2x, B	I, A	U2/U1	R1/R2
1. 2. 3. 4. 5. 6.

2. 
   П
   U2x
   овторить опыт при сопротивлении приемника Rн2=40 Ом. Показания занести в таблицу, подобную таблице 3.
   

2. 
   П
   U1
   о данным измерений вычислить U2/U1, R1/Rд = —
   

2. 
   По данным таблиц построить две зависимости:
   

при Rн2=40 Ом и Rн1=20 Ом.
Содержание отчета.
Отчет должен содержать:

1. 
   Название работы.
   
2. 
   Цель работы.
   
3. 
   Схемы исследования.
   
4. 
   Таблицы приборов и оборудования.
   
5. 
   Таблицы с результатами измерений и вычислений.
   
6. 
   Расчетные формулы.
   
7. 
   Графики зависимостей.
   
8. 
   Вывод.
   

---

Контрольные вопросы.

1. 
   Вывести зависимости (3.1) и (3.2) для схемы рис.3-1.
   
2. 
   Как влияет отношение Rp макс./Rн на пределы регулирования тока и напряжения при реостатном регулировании?
   
3. 
   Вывести зависимость (3.3) для схемы рис.3-4.
   
4. 
   Написать зависимости тока Iот сопротивления R1 для схемы рис.3-4.
   

5. 
   К
   Rн
   
   Rд
   ак влияет отношение β = — на пределы регулирования напряжения?
   

Rн

6. 
   К
   Rд
   ак влияет отношение β = — на характер регулирования напряжения?
   

Литература.

1. 
   Сборник задач по общей электротехнике/Под ред. В.С.Пантюшина. – М.: Высшая школа, 1973, №№ 1.5, 1.6, 1.12, 1.41.
   

---

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

Исследование резонанса напряжений.

Цель работы: Изучение и экспериментальное исследование явления резонанса напряжений.
Основные теоретические сведения.
Резонансом называется такой режим электрической цепи, при которой входной ток совпадает по фазе с входным напряжением, несмотря на наличие в цепи реактивных элементов.

Резонансный режим наступает тогда, когда частота внешних воздействий на систему равна собственной частоте системы,

(3.1)

т.е. частоте преобразования энергии внутри системы из одной формы в другую (энергия магнитного поля в энергию электрического поля и наоборот). Резонанс, таким образом, возникает при наличии в цепи индуктивности и емкости.

Одна из ценных особенностей резонансов - это значительное увеличение напряжений или токов при весьма экономичном использовании электрической энергии.

; ;

входная мощность чисто активная:



Резонанса в электрической цепи можно достичь, изменяя либо частоту источника питания, либо индуктивность, либо емкость.

Цепь, находящаяся в резонансном режиме, характеризуется следующим:

1. 
   входные реактивные сопротивления или проводимости равны нулю:
   

; ;

2. 
   угол сдвига фаз между входным током и выходным напряжением равен нулю, а коэффициент мощности максимален.
   

; ;

3. 
   входная мощность чисто активная:
   

---

Резонанс напряжений.
Резонанс при последовательном соединении индуктивности и емкости, при взаимной компенсации реактивных составляющих напряжения , называют резонансом напряжений.

Если к цепи, изображенной на рис. 3-1, приложено переменное синусоидальное напряжение

, (3.2)

то ток равен

, (3.3)

где ; .

Из приведенного выражения (3.3) видно, что ток будет совпадать с приложенным напряжением при условии или

, т.е. . (3.4)

Таким образом, при резонансе напряжений входное реактивное сопротивление равно нулю, а полное сопротивление имеет наименьшее значение, поэтому ток в цепи максимален.

При резонансе напряжений реактивные составляющие напряжения равны между собой:

.

и могут во много раз превышать напряжение, приложенное к цепи, что характеризуется добротностью контура :

, (3.5)

где . (3.6)

- волновое или характеристическое сопротивление контура.

---