13361

Аналіз лінійного кола періодичного несинусоїдального струму

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторна робота № 7 Тема: Аналіз лінійного кола періодичного несинусоїдального струму Мета: Вивчити методику комплексного дослідження однофазного електричного кола періодичного негармонічного струму з допомогою програми схемотехнічного моделювання Electroni...

Украинкский

2013-05-11

411.5 KB

3 чел.

Лабораторна робота № 7

Тема: Аналіз лінійного кола періодичного несинусоїдального струму

Мета: Вивчити методику комплексного дослідження  однофазного електричного кола періодичного негармонічного струму з допомогою програми схемотехнічного моделювання Electronics Workbench 4.0.

 

  Забезпечення надійної роботи електричного кола несинусоїдального струму вимагає аналітичних та експериментальних досліджень його режимів, мета яких - визначення споживаних активних потужностей, а також максимальних значень напруг та струмів окремих елементів. При виконанні розрахунків рекомендується використати програму NUMERI [1].

 

Програма виконання лабораторної роботи

1. Розрахунок.

1.1. Розклад вхідної напруги кола на гармонічні складові.

  1.  Розрахунок миттєвих значень струмів віток та напруг котушки та конденсатора.

Визначення діючих і максимальних значень розрахованих напруг та струмів і обчислення коефіцієнтів, які характеризують форму досліджуваних величин.

Обчислення активних потужностей елементів і кола в цілому.

  1.  Експеримент. Визначення законів зміни з часом досліджуваних величин.
  2.  Розрахунок.  Розклад отриманих в п.2 кривих на гармонічні складові.

Методика проведення досліджень

Схема досліджуваного кола та її параметри вибираються згідно з варіантом за рис.3.1 та табл. 3.1

Таблиця 3.1.

Варіанти параметрів елементів схем 1 - 4.

Варі-

ант

Параметри          джерела

Umax ,V   f , Hz     Форма

                                сигн.*

R1,  

R2,

R3,

C. F

L, mH

1

13

100

П

10

15

750

0,5

40

2

17

130

Т

15

20

750

0,5

50

3

15

150

П

20

10

500

0,25

60

4

20

180

Т

15

10

500

0,1

30

5

12

200

П

10

20

300

0,1

30

6

16

220

Т

15

20

300

0,25

35

7

14

250

П

20

15

600

0,4

45

8

19

250

Т

20

20

600

0,4

35

9

18

85

П

15

15

400

0,3

55

10

22

85

Т

15

25

400

0,3

55

*) П(Т) - сигнал прямокутної(трикутної)  форми зі шпаруватістю 1.

     В експериментальній частині  якості джерела вхідної напруги слід вибрати функціональний генератор, а для вимірювання миттєвих значень струмів та напруг - осцилограф.

Пункт 1 програми

1.1. Розкладіть напругу джерела u(t) на гармонічні складові до п’ятої включно. Результати гармонічного аналізу представте в табл.3.2.

Таблиця 3.2.

Гармонічні складові напруги джерела

        k = 1                                  k = 3                                        k = 5

          Um1 , V      U1,           Um3 , V            U3,               Um5 , V          U5,        

1.2. На основі знайдених гармонічних складових напруги джерела і параметрів елементів розрахувати в заданому колі миттєві значення струмів віток і, і1, і2 та напруг на котушці uK та конденсаторі uC. Результати розрахунків звести в табл. 3.3.

Таблиця 3.3

Гармонічні складові струмів та напруг кола

                          k = 1                                    k = 3                                        k = 5

                                            

                          За п.1           За п.3          За п. 1                 За п.3              За п.1              За п.3

                        програми     програми     програми        програми           програми       програми

     Im,  mA

    i ,...

    Im1, mA

    i1 ,...

    Im2, mA

    i2 ,...

   Umк,  V

    Uk ,...

   UmC,  V

    Uc ,...

1.3.  За знайденими миттєвими значеннями струмів та напруг визначити їх діючі та максимальні значення. Обчислити коефіцієнти амплітуди Ка та спотворень Кс. Результати розрахунків звести в табл.3.4.

1.4. Розрахувати активні потужності джерела Рд та елементів кола. Оцінити виконання балансу потужностей за виразом:

P = 2 (PД - P)/( PД + P) 100 %

Значення P > 5% свідчать про помилку в розрахунках. Виконання завдання можна продовжити лише після встановлення помилки. Дані занести в табл.3.5.

Таблиця 3.4.

Результати розрахунків струмів і напруг

Характеристика досліджуваних                              Досліджувані величини

                 величин

                                                                   i                 i1                 i2                 uк                  uС 

Діючі значення,    mA, V

Максимальні значення, mA, V

Коефіцієнт спотворень,  Кс

Коефіцієнт амплітуди,    Ка   

Пункт 2 програми

Зняти осцилограми струмів віток та напруг котушки і конденсатора. Для зняття осцилограми струму вхід осцилографа підключити паралельно до резистора, який включений в вітку з досліджуваним струмом. При цьому масштаб струму

mI = mU / R

де     mU  -  масштаб напруги,

        R -     опір резистора паралельно до якого підключений осцилограф.

Всі зняті осцилограми повинні бути оформлені в звіті у вигляді графіків i(t), u(t)

.

Таблиця 3,5,

Допустимі, розраховані та експериментально знайдені

значення величин

Порівнювані      PR1       PR2            PR3               P,  %           IK max             UK max       UC max

 величини                            W                                                           mA                               V   

                                   

Допустимі         2               2             2                5                 200             100                  60

Розраховані

в  п.1.4,

Експериме-

нтальні з                                                                               

 п.4.

  ,  %                                                                    

Пункт 3 програми

3,1, Розкласти експериментально отримані часові залежності (осцилограми) струмів та напруг на гармонічні складові до п’ятої включно. Результати розкладу занести в табл.3.3.

3,2, Визначити за осцилограмами максимальні та діючі значення величин, обчислити коефіцієнти амплітуди та спотворень. Результати занести в табл.3.6, аналогічну до табл.3.4 (скласти самостійно).

Пункт 4 програми

За діючими значеннями струмів (табл.3.6) та опорами елементів визначити активні потужності та обчислити похибку P . Дані занести в табл.3.5.

   Зробити висновки по роботі, звернувши увагу на причини, що привели до розходжень експериментальних та розрахованих значень величин, та на особливості вимірювань в колах періодичного негармонічного струму.

Питання для самоперевірки

  1.  Які основні можливості програми схемотехнічного моделювання Electronics Workbench?
  2.  Як провести розклад несинусоїдальної напруги в тригонометричний ряд?
  3.  Який звязок між максимальним, діючим та середнім значенням несинусоїдальних періодичних ЕРС, струму та напруги?
  4.  Якими коефіцієнтами характеризують форму несинусоїдальних періодичних кривих?
  5.  Який порядок розрахунку кіл з несинусоїдальними періодичними ЕРС, напругами та струмами?
  6.  Як розрахувати потужність в колах несинусоїдального струму?

Л І Т Е Р А Т У Р А

  1.  Шрюфер Е. Обробка сигналів. - К.: Либідь,1992.

Зевеке Г.В.,Ионкин П.А.,Нетушил А.В.,Страхов С.В. Основы теории цепей. - М.:Энергоатомиздат. - 1989, с.200 - 221.

Бессонов Л.А., Теоретические основы электротехники.Электрические цепи. - М.: - Высшая школа. - 1984, с.179 - 190.

                          а)                                                                                                           б)

                              в)                                                                                     г)

Рис. 3.1.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

56271. СУЦВІТТЯ, ЇХ РІЗНОМАНІТНІСТЬ І БІОЛОГІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ 88 KB
  Мета: сформувати у учнів поняття суцвіття ознайомити учнів з основними видами суцвіть рослин розкрити їх біологічну роль; Продовжити естетичне екологічне профорієнтаційне виховання учнів...
56272. Сценарий праздника «Красный, жёлтый, зелёный» 48 KB
  Не так давно, мы первоклассники, пришли учиться в школу. Мы учимся читать и писать, считать и рисовать. А ещё, каждый первоклассник должен знать и соблюдать правила дорожного движения. Тогда, наш путь будет безопасным.
56273. Школа светофорных наук. Урок –тренинг 62.25 KB
  Работа в группах 10 мин.Работа в группах. 1группа красный группа желтый группа зеленый. 1 группа готовит инсценирование: водитель и пешеходы на улицах города ул.
56274. З РОДИНИ ЙДЕ ЖИТТЯ ЛЮДИНИ 108.5 KB
  Тато і мама. Ще були у батьків моїх високі надії Як же мама зраділа Як тато зрадів Народилось дитятко маленька кровинка Що від тата і мами життя поведе. Але дуже важливо ще те для дитини...
56275. Формування громадянської свідомості учнів 285.5 KB
  З огляду на це дуже важливим і актуальним є проблема формування у школярів громадянської свідомості високих громадянських якостей наявність яких дасть їм повне право називатися громадянами Української держави.
56276. Рослинний і тваринний світ Північної Америки. Особливості природної зональності материка. Висотна поясність 1.66 MB
  Ми як справжні географи вирушимо у мандрівку до Північної Америки щоб ознайомитися з особливостями природи цього дивовижного материка. Які рослини і тварини ви вважаєте емблемою Північної Америки.
56277. “Світ – найвеличніший храм, в якому людина – спаситель життя на Землі”. Інтегрований урок географії, біології, фізики в 10, 11 класі 124 KB
  Мета: Виховувати в учнів якості громадянина світу, патріотизм, екологічну культуру, почуття вдячності до людей, що прийняли на себе удар стихії, формувати нове екологічне мислення...
56278. Світове господарство. Етапи формування світового господарства 384 KB
  МЕТА: систематизувати уявлення учнів про господарство; сформувати систему знань про світове господарство; виділити етапи формування світового господарства; розвивати практичні навички учнів заповнювати та складати структурні схеми...
56279. Ранній залізний вік на українських землях. Світ кочовиків 46 KB
  Підготувати розповідь про історію свого племені. Інсценізувати епізод з життя племені. Вибрати вождя племені. Розповідь з історії племені.