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

52948. London Virtual Tour. The Places of Interest in London 300.5 KB
  T.: The theme of our lesson is “Virtual tour about London”. Today we’ll speak about sightseeing in London. We’ll learn some new facts about London, places of its interest by reading, speaking, listening, watching the presentation of your classmates, where some of you will be guides; we’ll do quiz and tests.
52949. Англійська мова з «Family and Friends» - весело і цікаво! 94 KB
  Як мені здається, ми ще не мали такого підручника, який би так ефективно і ефектно поєднував методику навчання англйської мови її носіїв і методику навчання мови як іноземної. А сам вчитель вперше отримав повне методичне забезпечення: не лише класичний комплект (Class Book, Workbook) та книжку для вчителя, а й повний дедактичний комплект.
52950. Being a Personality 281 KB
  Good morning pupils! I’m glad to see you at our lesson. I want to announce that we are going to speak about family relations today. I want you to accumulate a better vision of the subject that seems to be so trivial at first sight. Really, what can be said about a family? But we are to remember that it is a very complicated phenomenon. It’s worth investigating and that is what we are going to do today.
52951. My family and friends 28 KB
  A to repeat and to actualize lexics on the given topic, to prove grammar material (Past Simple Tense),to learn to put general and special question and answer them B to develop communicative and reading skills, to practice in speaking C to develop ability to form your own point of view D to bring up politeness in intercourse
52952. Famous People of the World. William Shakespeare 30 KB
  T: Look at the blackboard. You can see a portrait of a famous man. Do you know who he is? P: He is W. Shakespeare. T: You are right. Today we will speak about one of the famous people of the world- William Shakespeare, his life and work, his role in English literature. I hope you’ll learn many interesting things about this poet.
52953. Life of a Society. Famous people of the USA 48.5 KB
  Today we start learning a new theme “Life of a Society. Famous people of the USA”. While learning this theme you’ll extend your imagination about some famous people of the USA, there deeds, inventions, interests. You’ll learn how there deeds and ideas have changed life of a society, and have made and still are making history. You’ll extend your vocabulary and broaden your world outlook, practise skills of making simple projects. And I hope, you’ll enjoy English.
52955. Чарівні фарби 52.5 KB
  Яка одноманітна похмура і незвична картина виходить Виявляється дуже багато в нашому житті означає колір Маки червоні. Будьякий предмет має свій колір. Через колір ми пізнаємо природу що нас оточує. Що ж таке колір Яка його природа Чому одні предмети сині інші – червоні а треті – зелені Щоб відповісти на це запитання відгадайте загадку: Що у світі най світліше Наймиліше найтепліше Все від нього навкруги Набирається снаги.
52956. Їжа. Фрукти та овочі 37.5 KB
  Розглянь малюнки і скажи, яку піцу любить Джулія, а яку Мері.T: What does Julia like on her pizza? P: She like tomatoes, cheese, sausage and a cucumber on her pizza. T: What does Mary like on her pizza? P: She like meat, eggs, onion, mushrooms, tomatoes and some oil on her pizza. Згадування слів usually, never. Гра “Find the difference”.s n pple Wht colour is this fruit It’s red. T: Wht does Juli like on her pizz P: She like tomtoes cheese susge nd cucumber on her pizz. T: Wht does Mry like on her pizz P: She like met eggs onion mushrooms tomtoes nd some oil on her pizz. T: Wht is yellow in your picture P: Bnns lemons nd oil.