Лабораторные работы по электротехнике

Принимаем заказы на выполнение контрольных, курсовых, дипломных работ

Сервис для выполнения любых видов студенческих работ

Сервис для выполнения любых видов студенческих работ

 

Народная медицина

Соблазн возбуждающая  жвачка

Соблазн возбуждающая жвачка

 

Выполнение 
работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Выполнение работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Renoven - антиварикозный   бальзам

Renoven - антиварикозный бальзам

ШефМаркет. Доставка продуктов с рецептами

Уборка   квартир в Москве

Уборка квартир в Москве

Дизайнерская мебель

Заказ и доставка билетов

Заказ и доставка билетов

 Академия Моды и Стиля

Академия Моды и Стиля

 

Интернет-магазин Olympus

Интернет-магазин Olympus<

Начертательная геометрия
  • Cборочные единицы
  • Обозначение материалов
  • Построение лекальных кривых
  • Примеры построения сопряжений
  • Выполнение чертежей деталей
  • Машиностроительное черчение
  • Позиционные задачи
  • Способ замены плоскостей проекции
  • Теория и синтез машин и механизмов
    Черчение выполнение чертежей
    Основы технической механики
    Примеры решения задач по математике
    Тройные и двойные интегралы
    Примеры курсового расчета
    Математика лекции и примеры решения задач
    Линейная и векторная алгебра
    Математический анализ
    Дифференцирование исчисление
    Интегральное исчисление
    Дифференциальные уравнения
    Примеры вычисления интегралов
    Вычисление длин дуг кривых
    Вычисление площадей в декартовых
    координатах
    Вычисление площадей фигур при
    параметрическом задании границы (контура)
    Площадь в полярных координатах 
    Вычисление объема тела
    Вычисление длин дуг плоских кривых,
    заданных в декартовых координатах

    Вычисление длин дуг кривых,
    заданных параметрически 

    Предел функции
    Производная функции
    Интегрирование тригонометрических выражений
    Задачи на вычисление интегралов
    Исследовать функцию
    Определенный и неопределенный интеграл
    Применение тройных интегралов
    Криволинейный интеграл
    Векторная функция
    Числовые ряды
    Степенные ряды
    Понятие функции
    комплексной переменной
    Операционное исчисление
    Интеграл Фурье
    Ряды Фурье
    Машиностроительное черчение
    Черчение в инженерной практике
    Оформление чертежа
    Техническая механика
  • Штриховка разрезов
  • Спецификация
  • Неметаллические материалы
  • Техника вычерчивания и обводка
  • Построение лекальных кривых
  • Основная надпись
  • Сопряжение
  • Форматы
  • Последовательность нанесения
    размеров
  • Проецируещие прямые
  • Позиционные задачи
  • Вращение плоскости
  • Информатика
    Основы Web технологий
    Общие принципы построения вычислительных
    сетей
    Основы передачи дискретных данных
    Базовые технологии локальных сетей
    Построение локальных сетей по стандартам
    физического и канального уровней
    Сетевой уровень как средство построения
    больших сетей
    Глобальные сети
    Средства анализа и управления сетями
    Сборник задач по физике
    Электротехника и электроника
    Электрический ток
    Законы Ома и Кирхгофа
    Кинематика материальной точки
    Основные представления
    об электричестве
    Электромагнитные волны
    Физическая оптика
    Ядерная физика
    Физика элементарных частиц
    Строение атомных ядер
    Законы теплового излучения
    Классическая физика
    Энеpгия движения тел с неподвижной осью
    Постулаты теоpии относительности
    Теpмодинамические системы
    Курс лекций по химии
    Атомная энергетика
    Повышение безопасности атомной станции
    Ядерные реакторы
    Основы ядерной физики
    Использование атомной энергетики
    для решения проблем дефицита пресной воды
    Проектирование и строительство
    атомных энергоблоков
    Юбилей Атомной энергетики

    Атомная Энергетика России Аварии и инциденты Экология Кольская АЭС Ленинградская АЭС Билибинская АЭС Курская АЭС

    Ядерные реакторы технология
    Реаторы третьего поколения ВВЭР-1500

    ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

    ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВИВШИХСЯ ПРОЦЕССОВ В ЦЕПЯХ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

     Цель работы: экспериментально проверить законы Ома и Кирхгофа для комплексных токов в цепях синусоидального тока.

    3.1. Основные сведения

    Синусоидальный ток (напряжение, ЭДС) изменяется во времени по закону

    i(t) = Im sin (w t + Y ), (3.1)

    где i - мгновенное значение тока, А;

    Im - максимальное значение тока (амплитуда), А;

    w - угловая частота, рад/с;

    Y - начальная фаза, рад.

     Частота (количество колебаний в одну секунду) обычно бывает задана в герцах (Гц) с обозначением f . При этом w = 2π f .

     Линейные цепи синусоидального тока удобно анализировать при помощи символического метода расчета. В основу этого метода положено представление синусоидальных процессов в виде векторов, вращающихся на комплексной плоскости. При этом синусоидальному току (3.1) ставится в соответствие комплексный ток

    , (3.2)

    где I - действующее значение синусоидального тока.

    .  (3.3)

     Таким образом, комплексный ток - это вектор на комплексной плоскости, модуль которого равен действующему значению, а фаза - начальной фазе синусоидального тока.

     Аналогичные определения можно дать комплексным напряжениям, ЭДС.

      Для мгновенных значений и комплексных токов, напряжений и ЭДС справедливы законы Кирхгофа. Для мгновенных значений и в символической форме они имеют аналогичный  вид.

     Первый закон Кирхгофа:

    в узле . (3.4)

     Второй закон Кирхгофа:

     в контуре  . (3.5)

     В символической форме записывают также и закон Ома:

    , (3.6)

    где  ;  - комплексные сопротивление и проводимость.

    Комплексное сопротивление имеет модуль , равный отношению действующего значения напряжения к действующему значению тока (эта величина называется полным сопротивлением участка цепи), и аргумент φ, равный разности начальных фаз напряжения и тока (сдвиг фаз).

    В цепях переменного тока проявляют себя три элемента, свойства которых определяются характером связи между мгновенными токами и напряжениями:

    Активный элемент

    (резистор)

    Индуктивный элемент

    (катушка)

    Емкостной элемент

    (конденсатор)

    R – сопротивление, Ом

    L – индуктивность, Гн

    C – емкость, Ф

    Для комплексных токов и напряжений соответственно:

    Активный элемент

    Индуктивный элемент

    Емкостной элемент

    комплексное сопротивление

    комплексное сопротивление

    комплексное сопротивление

     

    Правила преобразования сопротивлений при последовательном и параллельном соединении элементов для комплексных сопротивлений остаются такими же, как и в цепях постоянного тока.

     Для цепи синусоидального тока, содержащей последовательно соединенные активное сопротивление, индуктивную катушку и конденсатор, комплексное сопротивление имеет вид:

    ,  (3.7)

    где  - полное сопротивление цепи;

      - аргумент комплексного сопротивления, показывает сдвиг фаз между током и напряжением на участке цепи с комплексным сопротивлением z.

      Изображение векторов токов, напряжений и ЭДС на комплексной плоскости в соответствии с законами Кирхгофа называют векторной диаграммой. Векторная диаграмма позволяет наглядно представить взаимное фазовое расположение синусоидальных токов и напряжений, а также их абсолютные значения в выбранном масштабе. Пример векторной диаграммы напряжений и токов для последовательной схемы (рис. 3.1) представлен на рис. 3.2.

     

    Рис. 3.1 Рис. 3.2

      При исследовании цепей синусоидального тока кроме амперметра и вольтметра, показывающих в данном случае действующие значения тока и напряжения соответственно, используется ваттметр, прибор, предназначенный для измерения активной мощности цепи, т.е. величины:

    P = UI cosj. (3.8)

     Ваттметр имеет две обмотки, начала которых обозначаются звездочкой около клеммы на корпусе прибора. Одна обмотка (токовая) включается в цепь последовательно, подобно амперметру, вторая - параллельно, подобно вольтметру.

     Таким образом, использование амперметра, вольтметра и ваттметра в цепях синусоидального тока позволяет определить не только действующие значения токов и напряжений, но и фазовый сдвиг.

    3.2. Рабочее задание

    1. С помощью двухлучевого осциллографа исследовать фазовый сдвиг между током и напряжением в цепи, содержащей активное сопротивление, индуктивную катушку, конденсатор и источник синусоидальной ЭДС.

    2. Измерить активное сопротивление реостата Rр, активное (Rк ) и индуктивное (wLk ) сопротивления катушки и емкостное (1/wС) сопротивление конденсатора.

    3. Проверить закон Ома в цепи с последовательно соединенными реостатом, катушкой и конденсатором (значения сопротивлений которых измерены в п.2) путем сравнения измеренного действующего значения тока и подсчитанного по закону Ома.

     В этой же цепи проверить второй закон Кирхгофа, построив векторную диаграмму по измеренным напряжениям на входе цепи, реостате, катушке, конденсаторе.

    Проверить первый закон Кирхгофа, собрав цепь с параллельно соединенными индуктивной катушкой и конденсатором.

    3.3. Описание лабораторной установки

     В работе используется источник синусоидального напряжения, двухлучевой осциллограф, реостат, индуктивная катушка, конденсатор переменной емкости, амперметры, вольтметры, ваттметр.

    3.4. Порядок проведения лабораторной работы

    1.  Подключить через амперметр активное сопротивление к источнику синусоидального напряжения и с помощью двухлучевого осциллографа наблюдать кривые тока и напряжения (схема рис. 3.3).

    Рис. 3.3

    Осциллограммы зарисовать. То же самое проделать при включении индуктивной катушки, а затем конденсатора.

    Собрать электрическую схему (рис. 3.4) и измерить напряжение, ток и мощность при включенном активном сопротивлении, затем - при индуктивном и емкостном.

    Рис. 3.4

    Измерения повторить при трех различных значениях входного напряжения. Результаты занести в табл. 3.1.

    Таблица 3.1

    Активное сопротивление

    Индуктивная катушка

    Конденсатор

    U,

    В

    I,

    А

    P,

    Вт

    Rр,

    Ом

    U,

    В

    I,

    A

    P,

    Вт

    Rк,

    Ом

    Хк,

    Ом

    U,

    В

    I,

    A

    P,

    Вт

    Хс,

    Ом

    1

    2

    3

     Расчетные формулы:

    . (3.9)

    Собрать последовательную цепь по схеме рис. 3.5.

    Рис. 3.5

     Измерить ток и напряжения на входе и на элементах цепи при трех различных  значениях Uвх. Результаты записать в табл. 3.2.

     Таблица 3.2

     Uвх, В

    Iвх, А

    UR, В

    UL, В

    UС, В

    1

    2

    3

     Построить векторную диаграмму цепи и по ее данным проверить закон Ома и второй закон Кирхгофа.

    Собрать схему рис. 3.6.

    Рис. 3.6

     Измерить напряжения на входе и токи на входе и в параллельных ветвях цепи при трех различных значениях Uвх. Результаты записать в табл. 3.4.

    Таблица 3.4

    Uвх, В

    Iвх, А

    IL, А

    IС, А

    zвх, Ом

    1

    2

    3

     Расчетная формула: ; (3.10)

    Построить векторные диаграммы токов и напряжения для всех трех замеров.

    3.5. Содержание отчета

    1. Перечень оборудования, используемого в работе.

    2. Результаты экспериментов, схемы, расчеты, выводы.

    3. Осциллограммы, векторные диаграммы, графики.

    3.6. Контрольные вопросы

    1. Что такое комплексный ток и напряжение?

    2.  Как определить сдвиг фаз между током и напряжением в последовательной цепи, содержащей R, L, C?

    3. Как определить комплексное сопротивление цепи по показаниям вольтметра, амперметра и ваттметра?

    4. Постройте векторную диаграмму напряжений для последовательной цепи.

    5. Сформулируйте законы Кирхгофа в символической форме.

    6. Что такое действующее значение переменного тока?

    7. Постройте векторную диаграмму токов для параллельного контура.

    Начертательная геометрия