Работа №1 – 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ДВУМЯ ИСТОЧНИКАМИ ПИТАНИЯ

Цель работы

Экспериментальная проверка результатов аналитического расчета линейной электрической цепи с двумя источниками электропитания.

Перечень минимодулей

Пояснения к работе

Анализ любой электрической цепи может быть проведен методом непосредственного применения законов Кирхгофа. Если электрическая цепь состоит только из параллельных ветвей, то есть имеет два узла (рис. 1), то её анализ целесообразно проводить метолом узлового напряжения, применение которого является менее трудоемким и позволяет избежать решения системы уравнений. Метод узлового напряжения рекомендуется использовать и в тех случаях, когда сложную электрическую схему можно упростить, заменяя последовательно и параллельно соединенные резисторы эквивалентными, используя при необходимости преобразование треугольника сопротивлении в эквивалентную звезду.

Применение данного метода состоит из двух этапов. На первом этапе определяется величина узлового напряжения U_ab (рис. 2.1):

где g₁…g₅ – проводимости соответствующих ветвей цепи.

Рис. 1.

При записи этого соотношения следует задаться положительным направлением

узлового напряжения U_ab. Со знаком «+» берутся ЭДС, направленные между точками а и b напряжению U_ab, и напряжения ветвей, направленные согласно с U_ab.

При анализе электрических цепей методом узлового напряжения рекомендуется выбирать положительные направления токов после определения узлового напряжения. После определения величины напряжения U_ab находят значения токов в ветвях, составляя уравнения по второму закону Кирхгофа. При этом каждый контур должен включать в свой состав ветвь с искомым током и узловое напряжение. Например, уравнение но второму закону Кирхгофа для определения тока в первой ветви будет иметь вид:

Порядок выполнении работы

3.1. Собрать, электрическую цепь, по схеме на рис. 1. Для измерения токов использовать входы 5, 6, 7 модуля ввода - вывода (гнезда Х25 и Х26, Х27 и Х28, Х29 и Х30 соответственно). Для измерения напряжения использовать вход 1 модуля ввода - вывода на пределе 30 В (гнезда Х9 и Х10). В качестве источников электропитания Е1 и Е2 использовать источники постоянного напряжения + 15 В и -15 В соответственно. Предъявить цепь для проверки преподавателю.

3.2. Загрузить программу автоматическою управления Delta Profi.

В левом верхнем углу и окне программы выбрать меню «Работы». Одинарный щелчок - левой кнопкой мыши приводит к появлению контекстного меню, в котором надо выбрать раздел «Электрические цени (мим)».

В появившемся списке работ выбрать «Работа 1 - 3. Линейная цепь постоянного тока с двумя источниками питания». На экране ПК отображается электрическая схема и набор виртуальных измерительных приборов, необходимых в данном эксперименте.

Рис. 1

Запустить программу в работу, нажатием кнопки «Пуск» ► или командой главного меню «Управление - Пуск» или горячей клавишей F5.

3.3. Включить электропитание стенда и при разомкнутых ключах SA1 и SA2 измерить э.д.с. источников питания Е1 и Е2. Результаты измерений занести в табл.1.

3.4. Замкнуть ключи SA1 и SA2. Измерить токи11, 12, 13. Результаты измерений занести в табл. 1.

Таблица. 1

3.5. Полагая потенциал точки «а» равным нулю (j_а=0), измерить потенциалы точек «b», «с» и «d» (j_b, j_c, j_d). Результаты измерений занести в табл. 1.

Выключить электропитание стенда. Остановить программу нажатием кнопки

«Стоп» ▀ или командой главного меню «Управление - Стоп» или горячей клавишей F6.

3.6. По результатам измерений вычислить:

- напряжения U1 и U2 на зажимах источников электропитания при замкнутых ключах SA1 и SA2;

- внутренние сопротивления R₀₁ и R₀₂ источников электропитания;

- сопротивления R1, R2 и R3 ветвей цепи (с учетом внутренних сопротивлений измерительных приборов)

Результаты вычислений занести в табл. 2.

Таблица 2

3.7. Используя метод узлового напряжения, рассчитать величину узлового напряжения U_ca и токи11, 12, 13. Результаты вычислений занести в табл. 2. Сравнить расчетные значения токов с их экспериментальными значениями.

3.8. Для внешнего контура построить потенциальную диаграмму.

3.9. Построить внешние характеристики источников питания U l=f(11) и U2=f(12).

Содержание отчета

Отчет по работе должен содержать:

а) наименование и цель работы;

б) схемы эксперимента и таблицы с результатами измерений и вычислений;

в) расчетные соотношения и экспериментальные характеристики;

г) сравнение результатов расчета с экспериментальным и данными;

л) выводы

5. Контрольные вопросы

1. Какие метода анализа цепей постоянного тока могут быть использованы для анализа исследуемой цепи?

2. Сколько уравнений по законам Кирхгофа необходимо записать для исследуемой цепи для её расчета? Сколько из них надо записать по второму закону Кирхгофа?

3. Запишите для исследуемой цепи необходимые для анализа исследуемой цепи уравнения по законам Кирхгофа.

4. В каких случаях целесообразно применять метод узлового напряжения?

5. В чем состоит основное достоинство метода узлового напряжения?

6. Запишите соотношение для определения величины узлового напряжения в исследуемой цепи.

7. Как в исследуемой цепи при использовании метода узлового напряжения определить токи в ветвях? Запишите эти соотношения.

8. Что такое «внешняя характеристика» источника питания? Запишите уравнение внешней характеристики.

9. Что такое «потенциальная диаграмма»?

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: