|
|
РАСЧЕТ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦЕПИ ПРИ ГАРМОНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
Цель работы - изучить гармонические токи и напряжения в линейной цепи и методы их расчета.
Задайте установленные в лабораторной работы №3 амплитуду и частоту источника гармонического сигнала. Определите ток и напряжения на элементах цепи, результаты занесите в табл. 9. Опишите в Рис. 19. отчете ход моделирования.
Таблица 9
По результатам моделирования вычислите общее напряжение UВЫЧ, сравните его с U. При заданном общем напряжении вычислите ток В табл. 9 запишите результаты измерений, полученные в ходе лабораторной работы №3, проведите их сравнительный анализ.
2. Повторите исследования по пункту 1 в программе WorkBench, определяя ток и напряжения с помощью моделей измерительных приборов. Заполните таблицу, аналогичную табл. 9. Сравните результаты. Какие значения гармонических сигналов определяются по временным диаграммам и с помощью измерительных приборов, чем они отличаются? Опишите модель и ее результаты.
3. В программе MicroCAP в режиме AC Analysis исследуйте амплитудные и фазовые соотношения для цепи на рис. 19 в диапазоне частот от 10 кГц до 100 кГц. Рассмотрите амплитудночастотные (АЧХ) и фазочастотные (ФЧХ) характеристики для тока и каждого из напряжений UR, UL, UC в цепи. Приведите их в отчете, объясните вид полученных зависимостей, сравните с ними экспериментальные результаты на частоте 40 кГц.
4. В программе MicroCAP в режиме AC Analysis проанализируйте зависимость от частоты мощности P, потребляемой цепью от источника в режиме AC Analysis,
где Im и Um - амплитуды тока и напряжения цепи, а j - сдвиг фаз между ними. Учтите, что начальная фаза напряжения источника принята равной нулю и функция ph(i) возвращает начальную фазу тока i(t) в градусах, а функция cos(x) требует значения аргумента x в радианах. Приведите в отчете полученные графики, дайте физическое и математическое объяснение результатов моделирования, рассмотрите влияние изменения параметров элементов. 5. В программе WorkBench проведите схемотехническое моделирование параллельного соединения тех же элементов, что и в цепи на рис. 19, но с источником тока
Рис. 20.
Внесите в табл. 10 значения общего тока
Таблица 10
При выбранном общем токе
6. В программе WorkBench рассмотрите временные диаграммы токов и напряжения, определите сдвиги фаз между ними, запишите полученные результаты, сделайте выводы. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 ПРИНЦИП НАЛОЖЕНИЯ И ТЕОРЕМА ОБ ЭКВИВАЛЕНТНОМ ИСТОЧНИКЕ
Цель работы - экспериментальная проверка применимости метода (принципа) наложения и теоремы об эквивалентном источнике.
ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАДАНИЕ
1. Подключите генератор к блоку усилителей стенда и осциллограф к электронному коммутатору. Установите уровень сигнала генератора 0,3-0,6 В на частоте 40 кГц. Соедините с платой (рис. 21) источник напряжения (тумблер Т1 поставьте в положение 2), и с помощью вольтметра установите его напряжение равным 3-5 В. Соедините с платой источник тока, тумблер Т2 поставьте в положение 2, подключите миллиамперметр и установите ток источника равным 0,5-1 мА. Начальную фазу источника тока выберите по собственному усмотрению, установив переключатель в нижней части БУ стенда в положение “y” или “y+p”, где y - начальная фаза источника напряжения.
2. Проверьте применимость метода (принципа) наложения. 2.1. К исследуемой цепи, схема которой показана на рис. 19 (переключатель Т3 - замкнут), подключите источники тока (тумблер Т2 - в положении 1) и напряжения (тумблер Т1 - в положении 1). Измерьте вольтметром напряжение на конденсаторе UC. На один из входов коммутатора подайте сигнал от источника напряжения, на другой вход - напряжение на конденсаторе, и определите сдвиг фаз между ними.
38 Рис. 21. Схема исследуемой цепи
Полагая начальную фазу напряжения источника равной нулю, найдите начальную фазу напряжения на конденсаторе yC. Результаты занесите в табл. 11.
Таблица 11 Результаты измерений по методу наложения
2.2. Отключите от исследуемой цепи источник тока, установив переключатель Т2 в положение 2. Источник напряжения оставьте включенным в цепь и измерьте создаваемое им напряжение UC1 на конденсаторе. Аналогично предыдущему определите его начальную фазу yC1. Результаты запишите в табл. 11. 2.3. Отключите от цепи источник напряжения (тумблер Т1 - в положении 2) и включите источник тока (тумблер Т2 - в положении 1). Как и в пункте 2.2, измерьте напряжение на конденсаторе UC2, создаваемое источником тока, и его начальную фазу yC2 , результаты внесите в табл. 11. 2.4. Сложите измеренные напряжения на конденсаторе, создаваемые отдельно источниками напряжения и тока. Суммарное напряжение UCР и его начальную фазу yCР запишите в табл. 11. Сравните результаты расчета и эксперимента. Если погрешность превышает 15-20 %, повторите измерения.
3. Проверьте применимость теоремы об эквивалентном источнике напряжения. 3.1. Подключите к исследуемой цепи оба источника (оба тумблера Т1 и Т2 - в положении 1). В табл. 12 занесите измеренные в пункте 2.1 значения напряжения на конденсаторе UC и его начальной фазы yC.
Таблица 12 Результаты измерений по теореме об эквивалентном источнике
3.2. Тумблером Т3 отключите конденсатор от исследуемой цепи. Измерьте напряжение холостого хода Uхх в точках подключения конденсатора и его начальную фазу yхх . Затем к тем же точкам подключите микроамперметр и измерьте ток короткого замыкания Iкз. Отключите от цепи оба источника (тумблеры Т1 и Т2 - в положении 2) и прибором В3-26 определите внутреннее сопротивление Rэ полученной пассивной резистивной цепи. Результаты внесите в табл. 12. 3.3. Рассчитайте величину внутреннего сопротивления Rэр=Uхх/Iкз, сравните ее с Rэ. По измеренным параметрам эквивалентного источника Uхх и Rэ по теореме вычислите напряжение на конденсаторе UCР и его начальную фазу yCР. Результаты запишите в табл. 12 и сравните их с измеренными величинами. При возникновении больших погрешностей уточните измерения.
ДЛЯ ПЫТЛИВЫХ
4. По известным значениям параметров цепи и установленным уровням сигналов источников рассчитайте напряжение на конденсаторе при включении каждого из источников в отдельности. Методом наложения определите напряжение на конденсаторе при действии двух источников. Сравните результаты расчета и эксперимента. 5. При тех же условиях рассчитайте параметры эквивалентного источника напряжения и по теореме определите напряжение на конденсаторе. Сравните расчетные и экспериментальные значения. 6. Проведите схемотехническое моделирование проведенных экспериментальных исследований.
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ
1. Для указанного преподавателем варианта N из табл. 13 выберите номер рисунка схемы цепи и искомый ток, который определите методом наложения. 2. Для указанного преподавателем варианта N по теореме об эквивалентном источнике напряжения рассчитайте ток, заданный табл. 13 для соответствующей схемы цепи. 3. Для указанного преподавателем варианта N по теореме об эквивалентном источнике тока рассчитайте ток, заданный табл. 13 для соответствующей схемы цепи. Таблица 13
Рис. 22 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР
Цель работы - изучить резонансные и частотно-избирательные свойства и характеристики последовательного колебательного контура.
ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАДАНИЕ
1. Подключите к сменной плате исследуемой цепи, схема которой показана на рис. 23, источник напряжения и миллиамперметр. Соедините генератор с входом блока усилителей стенда. Установите тумблер Т1 в положение 2 и тумблер Т2 в положение 1.   Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...  Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...  ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...  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:
|
1. В программе MicroCAP проведите схемотехническое моделирование цепи из предыдущей лабораторной работы №3 при использованных в ней параметрах элементов на частоте 40 кГц. Пример модели приведен на рис. 19.
и напряжения UR, UL, UC, результаты внесите в табл. 9.
. Пример показан на рис. 20.
, индуктивности 
, емкости 
и общего напряжения 
. По значениям 
, занесите его в табл. 10, сделайте выводы.
