Файл: ТОЭ.Лабораторно-практические занятия.pdf

порядка.

Литература

1.Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники: в 3-х т. СПб.: Питер, 2003, Т.1.,

стр. 335-347,

2.Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники: в 3-х т. СПб.: Питер, 2003, Т.2.,

стр.110-111,

3.Сборник задач по теоретическим основам электротехники/под ред. Бутырина П.А. -М.:Издательский дом МЭИ, 2012, Т.1, 595с., стр. 133-135

Лабораторно-практическое занятие 15

Тема: установившийся режим в линейной цепи с несинусоидальными периодическими источниками ЭДС

Содержание работы

Расчеты:

1.Расчет токов и напряжений в линейных цепях с несинусоидальными периодическими источниками ЭДС и тока

Теоретическая справка

Периодические функции могут быть представлены с помощью ряда Фурье:

∞

u(t) = U0 + ∑ak cos(kω1t )+ bk sin(kω1t )

k =1

с коэффициентами:

1 T

U0 = T ∫0 u(t)dt

T

ak = T2 ∫0 u(t) cos(kω1t )dt

T

bk = T2 ∫0 u(t) sin(kω1t )dt

здесь T – период (так что u(t+T)=u(t)), ω1 – частота первой (основной) гармоники,

ω1 = 2π

T

Величину U0 (среднее значение функции) называют постоянной составляющей; k называют номером гармоники (гармонической составляющей); гармонические составляющие с номером k > 1 называют высшими гармониками.

Расчет линейной цепи с несинусоидальными периодическими источниками ЭДС и тока сводится к расчету (в соответствии с принципом суперпозиции) режимов цепи для каждой гармонической составляющей источников в отдельности. Полученные при этом мгновенные значения токов и напряжений в цепи суммируются.

Домашняя подготовка

1.Разобрать задачи 3.1(р), 3.2(р)

2.Решить задачи 3.3, 3.4

Рабочее задание

1. Решить задачи: 3.13, 3.16, 3.18

Контрольные вопросы

1.При каких условиях возможно разложение функции в тригонометрический ряд (ряд Фурье)?

2.Дайте определения действующего, среднего, среднего по модулю значения несинусоидальной периодической функции.

3.Дайте определения коэффициентам, характеризующим форму несинусоидальной периодической кривой.

4.Каким образом производится расчет токов и напряжений в линейной цепи при действии несинусоидальных периодических источников, какие принципы и методы при этом применяются?

Литература

1.Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники: в 3-х т. СПб.: Питер, 2003, Т.1.,

стр. 335-347,

2.Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники: в 3-х т. СПб.: Питер, 2003, Т.2.,

стр. 112-118,

3.Сборник задач по теоретическим основам электротехники/под ред. Бутырина П.А. -М.:Издательский дом МЭИ, 2012, Т.1, 595с., стр. 133-135.

Лабораторно-практическое занятие 16

Тема: установившийся режим в неразветвленной линейной цепи с несинусоидальными периодическими источниками ЭДС

Содержание работы

Расчеты:

1.Расчет установившихся режимов в линейных цепях с несинусоидальными периодическими источниками ЭДС

Эксперимент:

1. Исследование линейной цепи с несинусоидальными периодическими источниками ЭДС

Домашняя подготовка

1. Для схемы рис. 16.1, полагая известными uВХ(t)=2+5sin(ω t) (В) и величины параметров элементов схемы, рассчитать мгновенные значения напряжений на элементах схемы, их действующие значения, действующее значение входного напряжения, при частоте синусоидальной составляющей входного напряжения f = 4,1 кГц.

С

Рис. 16.1

2. В последовательной RLC-цепи (рис. 16.2) uВХ(t) – периодическое напряжение прямоугольной формы (меандр), Um= 4 В, частота основной гармоники кГц. Разложить входное напряжение в тригонометрический ряд (учитывать 5 гармоник).

3. Рассчитать мгновенное значение напряжения uR, построить график. Рассчитать действующее значение напряжений uВХ, uR, uLC.

Рабочее задание

1.Собрать цепь рис. 16.1, взяв в качестве источника ЭДС генератор синусоидального напряжения с амплитудой 5 В и смещением 1 В. Частоту установить равной 4,1 кГц. Подключить к цепи осциллограф для наблюдения напряжения на входе (первый канал) и напряжения на резисторе (второй канал). Подключить вольтметр поочередно для измерения напряжений на емкости (вольтметр в режиме измерения постоянного напряжения), на резисторе (вольтметр в режиме измерения действующего значения переменного напряжения). Сравнить полученные результаты с п. 1 домашней подготовки.

2.Собрать цепь рис. 16.2, взяв в качестве источника ЭДС генератор напряжения прямоугольной формы с амплитудой 4 В. Частоту установить равной 12,1 кГц. Подключить к цепи осциллограф для наблюдения напряжения на входе (первый канал) и напряжения на резисторе (второй канал). Подключить вольтметр поочередно для измерения действующего

значения напряжений uВХ, uR, uLC. Сравнить полученные результаты с п. 2 домашней подготовки.

Контрольные вопросы

1.Разложение периодической последовательности прямоугольных импульсов (меандр) в ряд Фурье.

2.Действующее значение несинусоидальной периодической

величины.

3.Перечислите, какие виды измерительных приборов могут применяться для измерения токов и напряжений, какие параметры несинусоидальных периодических токов и напряжений они измеряют?

Литература

1.Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники: в 3-х т. СПб.: Питер, 2003, Т.1.,

стр. 335-347,

2.Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники: в 3-х т. СПб.: Питер, 2003, Т.2.,

стр. 112-118,

3.Сборник задач по теоретическим основам электротехники/под ред. Бутырина П.А. -М.:Издательский дом МЭИ, 2012, Т.1, 595с., стр. 133-135.

Лабораторно-практическое занятие 17

Тема: Исследование простейшего частотно-разделительного устройства

Содержание работы

Расчеты:

1.Расчет частотно-разделительного устройства (фильтра частот) на примере выделения одного несинусоидального периодического сигнала на фоне другого

Домашняя подготовка

1. Записать разложение двух последовательностей прямоугольных импульсов uВХ1, uВХ2 в ряд Фурье (учитывать 7 гармоник). Амплитуда обоих сигналов 1 В, период первого сигнала 10 мкс, второго – 1 мкс. Скважность первого сигнала n + 1 для номеров стендов n с 1 по 11 и (n–10) – для номеров стендов от 12 до 22. Скважность второго сигнала (13– n) для номеров стендов n с 1 по 11 и (24– n) – для номеров стендов от 12 до

22.

2.Построить на одном графике линейчатые спектры напряжений

Рис. 17.1

Рабочее задание

1. С помощью специализированного математического пакета построить графики мгновенных значений напряжений uВХ1, uВХ2 и uВХ= uВХ1+uВХ2 .

2.Рассчитать амплитуды гармонических составляющих напряжения на

выходе цепи рис. 17.1.а при действии на входе цепи напряжения uВХ. Построить мгновенное значение напряжения на выходе.

3.Рассчитать амплитуды гармонических составляющих напряжения на