Файл: Исследование индуктивно связанных цепей.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.12.2023

Просмотров: 120

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНОБРНАУКИ РОССИИСанкт-Петербургский государственныйэлектротехнический университет«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)Кафедра ТОЭотчетпо лабораторной работе №9по дисциплине «Теоретические основы электротехники»Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫХ ЦЕПЕЙ

Студент гр. 1207



Коренев К.А.

Преподаватель



Козулина Т.П.
Санкт-Петербург2023Цель работы: экспериментальное определение параметров двух индуктивносвязанных катушек и проверка основных соотношений индуктивно связанныхцепей при различных соединениях катушек.Общие теоретические положенияС хема замещения двух индуктивно связанных катушек, удовлетворительно учитывающая электромагнитные процессы в диапазоне низких и средних частот, представлена на рис. 9.1, где L1, R1 и L2 , R2 – индуктивности и сопротивления соответственно первой и второй катушек; M – их взаимная индуктивность. Степень магнитной связи двух катушек определяется коэффициентом связи:Обработка результатов

  1. Определение индуктивностей катушек, взаимной индуктивности и коэффициента связи.
Пример расчета для катушки номер 1:
Аналогично для второй катушки. Результаты занесены в таблицу 1.

Номер

Катушки
Наблюдения
Вычисления

U1, В
U2, В
I, мА
x, Ом
L, Гн
|xM|, Ом
|M|, Гн

1
2
1,46
18,5
108,11
0,017
78,92
0,0126

2
0,69
2
8,92
224,22
0,036
77,35
0,0123
Таблица 1Расчет коэффициента связи двух катушек:

  1. Исследование последовательного соединения индуктивно связанных катушек.
Пример расчета для согласного включения катушек:Для встречного включения расчеты аналогичные, однако взаимная индуктивность M в данном случае отрицательная.Результаты занесены в таблицу 2.

Включение
Наблюдения

Вычисления

U, В
U1, В
U2, В
I, мА
I, мА
U1, В
U2, В
LЭ, Гн

Согласное
2
0,75
1,25
4,14
4,08
0,76
1,24
0,078

Встречное
2
0,32
1,68
11,39
11,46
0,33
1,67
0,028
Таблица 2

  1. Исследование параллельного соединения индуктивно связанных катушек.
Пример расчета для согласного включения катушек:Для встречного включения расчеты аналогичные, однако взаимная индуктивность M в данном случае отрицательная.Результаты занесены в таблицу 3.

Включение
Наблюдения
Вычисления

U, В
I, мА
I, мА
LЭ, Гн

Согласное
1
9,77
9,95
0,016

Встречное
1
26,4
54,43
0,006
Таблица 3

  1. Исследование АЧХ функции передачи трансформатора по напряжению
Пример расчета для нагрузки 100 Ом на частоте 100 Гц:Результаты занесены в таблицу 4

f, Гц
R1н=100 Ом
R2н=1000 Ом

U1, В
U2, В
|H(jω)|=U2/U1
U1, В
U2, В
|H(jω)|=U2/U1

Опыт
Расчет
Опыт
Расчет

100
1
0,57
0,71
0,57
1
0,75
0,72
0,75

1000
1
0,34
0,37
0,34
1
0,73
0,71
0,73

2000
1
0,19
0,21
0,19
1
0,68
0,69
0,68

3000
1
0,13
0,14
0,13
1
0,64
0,65
0,64

4000
1
0,09
0,107
0,09
1
0,56
0,60
0,56

5000
1
0,07
0,086
0,07
1
0,53
0,554
0,53

6000
1
0,06
0,071
0,06
1
0,48
0,51
0,48

7000
1
0,05
0,061
0,05
1
0,42
0,47
0,42

8000
1
0,04
0,054
0,04
1
0,4
0,43
0,4

10000
1
0,03
0,043
0,03
1
0,35
0,37
0,35
Таблица 4Р исунок 1Рисунок 2Контрольные вопросы:1)Как установить правильность выполнения проведенных исследований?Правильность исследования проверяется путем вычисления xM; при исследовании последовательного соединения – с помощью уравнений Кирхгофа.2)Как практически разметить однополярные выводы двух индуктивно-связанных катушек?Разметить катушки так, чтобы для согласного включения ток был направлен симметрично с однополярными выводами, для встречного – не симметрично.3)При каком соотношении между параметрами катушек L1, L2 и M напряжение одной из них в режиме гармонических колебаний при последовательном соединении катушек и встречном включении будет отставать от тока?При L1 меньше M или L2 меньше М.4)Почему АЧХ трансформатора падает в области низких и высоких частот? В какой частотной области исследуемый трансформатор приближается к идеальному? Почему на нулевой частоте сигнал через трансформатор к нагрузке не проходит?Исследуемый трансформатор близок к идеальному на средних частотах, где АЧХ приближается к прямой. Шунтирующее действие ограничивает передачу сигнала на низких частотах5)Чем объяснить резкое расхождение расчетных и опытных значений |H(jω)|, при ω стремящейся к 0?Расчет ведется для идеального трансформатора, а в реальном трансформаторе функция передачи с ограниченной полосой частот, у которой ширина определяется значениями параметров трансформатора.Вывод: В ходе выполнения лабораторной работы определили индуктивности катушек, взаимную индуктивность (таблица 1). Для катушек был найден коэффициент связи, который равен 0,51, что соответствует теории, т.к. в пространстве катушки были расположены последовательно.Были найдены эквивалентные индуктивности при согласном и встречном подключении для последовательного и параллельного подключения (таблица 2, таблица 3). Высокая индуктивность наблюдалась при согласном включении, т.к. их потоки суммируются и взаимная индуктивность положительная. При встречном подключении напротив эквивалентная индуктивность мала.
Также в диапазоне частот 100-12000 Гц была построена амплитудно-частотная характеристика трансформатора с двумя разными нагрузками (рис.1, ри.2). Рассчитанные результаты оказались довольно точными.

Смотрите также файлы