Цель работы – изучение экспериментальных и расчётных методов определения параметров схемы замещения нелинейной индуктивности и исследование резонансных режимов в нелинейных цепях.

Программа работы

1. 
   Выполнить индивидуальную расчётную часть .
   
2. 
   Снять вольтамперные характеристики катушки с ферромагнитным сердечником и последовательной резонансной цепи с этой катушкой.
   
3. 
   Рассчитать вольтамперные характеристики последовательной резонансной цепи и сравнить её с экспериментальной.
   
4. 
   Построить по результатом измерений вольтамперную характеристику для цепи с параллельным соединением катушки с ферромагнитным сердечником и линейной ёмкостью.
   

Описание лабораторной установки

В работе исследуется катушка с ферромагнитным сердечником в цепи пе-

р
еменного тока. В качестве нелинейной катушки используется одна катушка 200 витков миниблока «Магнитная цепь»

---

Рисунок 3.6 –Электрическая схема с последовательным соединением катушки с ферромагнитным сердечником и линейной ёмкости



Рисунок 3.7 - Электрическая схема с параллельным соединением катушки

с ферромагнитным сердечником и линейной емкости
Источником синусоидальной ЭДС служит блок генераторов напряжений.

Синусоидальное напряжение на выходе генератора задается переключателем

«ФОРМА». Амплитуда выходного напряжения устанавливается ручкой «АМ-

ПЛИТУДА» в диапазоне 0-12 В, а частота ручкой энкодера-потенциометра.

Для измерения величин I и U в исследуемых цепях используют блоки

мультиметров.

Таблица – Исходные данные исследуемой электрической цепи



Порядок выполнения экспериментальной части

1. Соберите электрическую цепь, соответствующую схеме на рис. 3.6. Ис-

ключите немагнитный зазор в катушке, если он имеется.

2. К катушке и конденсатору подключите мультиметры в режиме измере-

ния переменного тока и напряжения. Следует помнить, что напряжение на кон-

денсаторе и катушке индуктивности может превышать входное напряжение. Ве-

личину емкости конденсатора С возьмите согласно своему варианту (табл. 3.1).

Собранную схему покажите преподавателю или учебному мастеру.

3. Включите генератор, установите частоту f1 = 400 Гц.

4. Плавно уменьшая и увеличивая напряжение генератора, убедитесь, что

в цепи происходят скачки тока. При необходимости подрегулируйте частоту ге-

нератора так, чтобы ток после скачка составлял 60…80мА. Плавно увеличивая

напряжение от 0, снимите участок 0а вольт-амперной характеристики (см. рис.

3.4, в). Увеличьте напряжение несколько выше точки в и уменьшая его снимите

участок характеристики вб. Результаты измерений занесите в табл. 3.2

---

Таблица 3.2 – Исследование последовательного соединения нелинейной катушки и конденсатора

	Участок 0a				U>U2			Участок вб
U, В	0	0,47	1,29	2,09	2,7	1,48	1,15		0,92	1,86	0,88
I, мА	0	5,4	11,3	17,7	82,3	70,8	65,7		60,3	75,7	58

5. Постройте графики снятых участков характеристики и соедините их

между собой пунктирной линией.

6. Для снятия вольт-амперной характеристики катушки индуктивности

удалите из схемы конденсатор. Собранную схему покажите преподавателю или

учебному мастеру. Исключите немагнитный зазор, если он имеется.

7. Включите генератор, установите частоту f1 = f полученную в процессе

эксперимента. Увеличивая напряжение на катушке и контролируя ток от нуля до

150мА с шагом 10мА, внесите в табл. 3.3 значения напряжения на катушке и

тока.

Таблица 3.3 – Экспериментальная ВАХ нелинейной катушки

Экспериментальные данные		Расчетные данные
I,мА	,В		,В	,В	,В	,В	U,В
10,4	2,32		0,029	2,326	1,03	1,296	1,65
20,3	3,89		0,057	3,89	2,02	1,87	2,75
29,5	4,41		0,083	4,4	2,94	1,46	3,28
39,8	4,65		0,11	4,64	3,96	0,68	4,02
50,3	4,78		0,14	4,77	5	-0,23	5
61,9	4,89		0,17	4,88	6,16	-1,28	6,28
71	4,95		0,2	4,94	7,07	-2,13	7,38
80,3	5,01		0,22	5	7,99	-2,99	8,53
90,7	5,06		0,25	5,05	9,03	-3,98	9,87
100,9	5,1		0,28	5,09	10,04	-4,95	11,19
110	5,12		0,31	5,11	10,9	-5,79	12,34
126	5,21		0,35	5,19	12,54	-7,35	14,53
140	0		0,39	-	13,93	-	-

---

8. Измерьте омметром величину активного сопротивления катушки и

вычислите емкостное сопротивление конденсатора:



9
. Рассчитайте и запишите в табл. 3.3 значения:

10. Постройте график U(I) и сравните его с экспериментальным графиком. Объясните расхождение результатов.

11. Постройте, используя расчётные данные (табл.3.3) две векторные диаграммы для режимов до и после резонанса, считая конденсатор чисто реактивным элементом, а ток и напряжение эквивалентными синусоидами

12. Соберите схему (рис. 3.7), установите ту же величину емкости. Плавно изменяя напряжение в пределах от 0 до 6В, определите напряжение, при котором ток в цепи будет минимальным. Увеличивая напряжение и контролируя ток в цепи снимите показания приборов с шагом по напряжению 0.5 В. Результаты измерений запишите в табл. 3.4.

Таблица 3.4 – Исследование параллельного соединения нелинейной катушки и конденсатора

U,В	I,мА	мА
0,5	3,6	2,7	6,6
1	9,1	5,1	14,4
1,5	13,3	6,9	21
2	17,7	8,4	26,3
2,5	24,2	11,1	35,6
3	28,3	13,3	41,8
3,5	32	16,2	48,6
4	35,2	21,6	57,1
4,5	36,2	26,8	63,2
5	35,1	43,6	70,5
5,5	37,8	30,4	77,3
6	41,2	31,9	84,7

---

13. Постройте по результатам измерений зависимости общего тока, тока в

катушке и тока емкости от приложенного напряжения. Объясните, почему при

проведении опыта не было ни скачков тока, ни скачков напряжения

14. Сделайте выводы по результатам экспериментов.

Вывод: В ходе лабораторной работы были изучены экспериментальные и расчетные методы определения параметров схемы замещения нелинейной индуктивности и исследовали резонансные режимы в нелинейных цепях и построили графики зависимостей.

---

Смотрите также файлы

• Отчет по лабораторной работе 6 компьютерный анализ частотных характеристик последовательного колебательного контура с использованием программы fastmean.docx

• Методические указания к лабораторным работам Составитель Сухарев В. В. Москва ргу им. А. Н. Косыгина 2018 удк 003. 023.docx

• Курсовая работа студентки 2го курса иф афанасьевой Д. Д. Актуальность.pptx

• Памятка "Правила служебного этикета работников правоохранительных органов".doc

• Гражданское общество и правовое государство.docx