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

6819. Вивчення роботи протокольного стеку ТСР/ІР 162.5 KB
  Вивчення роботи протокольного стеку ТСР/ІР. Мета роботи: ознайомитись з роботою протокольного стеку ТСР/ІР. Навчитись здійснювати конфігурування ТСР/ІР протоколу. Порядок виконання роботи. Ознайомитись з короткими теоретичними відомостями...
6820. Контроль целостности файловой системы Linux с помощью утилиты Tripwire 122.5 KB
  Контроль целостности файловой системы Linux с помощью утилиты Tripwire Путем вычисления контрольной суммы можно не только определить подлинность дистрибутива перед установкой, но и регулярно проверять целостность системных файлов в процессе работы в...
6821. SQL Oracle functions. Additional clauses of SELECT statement 272 KB
  SQL Oracle functions. Additional clauses of SELECT statement Purpose of the lab To study SQL Oracle functions and SGROUPBY, HAVING, ORDERBY clauses of SELECT statement. To acquire practical skills in SQL Oracle function...
6822. Исследование организации переходов в программе 213.5 KB
  Исследование организации переходов в программе Контрольные вопросы Назовите три типа команды безусловного перехода. JMP - переход безусловный: переход типа short (короткий переход) - если адрес перехода находится в пределах от...
6823. Базовий Spanning Tree Protocol 266 KB
  Базовий Spanning Tree Protocol Мета роботи Після виконання цієї лабораторної роботи ви зможете: Створити мережу відповідно до діаграми топології Видалити стартову конфігурацію і перезавантажити комутатор у режим по замовчуванню...
6824. Функции SQL Oracle. Дополнительные фразы предложения SELECT 370 KB
  Функции SQL Oracle. Дополнительные фразы предложения SELECT Цели лабораторной работы Изучить функции SQL Oracle, а также фразы GROUPBY, HAVING, ORDERBY предложения SELECT. Приобрести практический опыт по использованию ф...
6826. Автоматизация минимизации булевых функций 181 KB
  Автоматизация минимизации булевых функций Номер зачётной книжки: Основные этапы минимизации методом Квайна-МакКласки: Сначала определяем основные конститутенты, далее подготавливаем к склеиванию термов. Склеиваим все ...
6827. Embedded queries (subqueries) in SQL Oracle 92 KB
  Embedded queries (subqueries) in SQL Oracle Purpose of the lab To study SQL Oracle possibilities to formulate and process subqueries. To acquire practical skills in formulating and processing subqueries. Theoretical backgroun...