Главная страница
Навигация по странице:

  • Цель работы

  • Общие теоретические положения

  • Обработка результатов

  • Контрольные вопросы

    		•

    ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫХ ЦЕПЕЙ. ЛР 9. Исследование индуктивно связанных цепей


    Скачать 1.43 Mb.
    НазваниеИсследование индуктивно связанных цепей
    АнкорИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫХ ЦЕПЕЙ
    Дата30.04.2023
    Размер1.43 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаЛР 9.docx
    ТипИсследование
    #1098904

    МИНОБРНАУКИ РОССИИ

    Санкт-Петербургский государственный

    электротехнический университет

    «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

    Кафедра ТОЭ
    отчет

    по лабораторной работе №9

    по дисциплине «Теоретические основы электротехники»

    Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫХ ЦЕПЕЙ


    Студент гр. 1207



    Коренев К.А.

    Преподаватель



    Козулина Т.П.



    Санкт-Петербург

    2023

    Цель работы: экспериментальное определение параметров двух индуктивно

    связанных катушек и проверка основных соотношений индуктивно связанных

    цепей при различных соединениях катушек.

    Общие теоретические положения

    С хема замещения двух индуктивно связанных катушек, удовлетворительно учитывающая электромагнитные процессы в диапазоне низких и средних частот, представлена на рис. 9.1, где L1, R1 и L2 , R2 – индуктивности и сопротивления соответственно первой и второй катушек; M – их взаимная индуктивность. Степень магнитной связи двух катушек определяется коэффициентом связи:



    Обработка результатов

    1. Определение индуктивностей катушек, взаимной индуктивности и коэффициента связи.

    Пример расчета для катушки номер 1:









    Аналогично для второй катушки. Результаты занесены в таблицу 1.

    Номер

    Катушки
    Наблюдения
    Вычисления

    U1, В
    U2, В
    I, мА
    x, Ом
    L, Гн
    |xM|, Ом
    |M|, Гн

    1
    2
    1,46
    18,5
    108,11
    0,017
    78,92
    0,0126

    2
    0,69
    2
    8,92
    224,22
    0,036
    77,35
    0,0123

    Таблица 1

    Расчет коэффициента связи двух катушек:




    1. Исследование последовательного соединения индуктивно связанных катушек.

    Пример расчета для согласного включения катушек:








    Для встречного включения расчеты аналогичные, однако взаимная индуктивность M в данном случае отрицательная.

    Результаты занесены в таблицу 2.

    Включение
    Наблюдения

    Вычисления

    U, В
    U1, В
    U2, В
    I, мА
    I, мА
    U1, В
    U2, В
    LЭ, Гн

    Согласное
    2
    0,75
    1,25
    4,14
    4,08
    0,76
    1,24
    0,078

    Встречное
    2
    0,32
    1,68
    11,39
    11,46
    0,33
    1,67
    0,028

    Таблица 2


    1. Исследование параллельного соединения индуктивно связанных катушек.

    Пример расчета для согласного включения катушек:





    Для встречного включения расчеты аналогичные, однако взаимная индуктивность M в данном случае отрицательная.

    Результаты занесены в таблицу 3.


    Включение
    Наблюдения
    Вычисления

    U, В
    I, мА
    I, мА
    LЭ, Гн

    Согласное
    1
    9,77
    9,95
    0,016

    Встречное
    1
    26,4
    54,43
    0,006

    Таблица 3



    1. Исследование АЧХ функции передачи трансформатора по напряжению

    Пример расчета для нагрузки 100 Ом на частоте 100 Гц:





    Результаты занесены в таблицу 4

    f, Гц
    R1н=100 Ом
    R2н=1000 Ом

    U1, В
    U2, В
    |H(jω)|=U2/U1
    U1, В
    U2, В
    |H(jω)|=U2/U1

    Опыт
    Расчет
    Опыт
    Расчет

    100
    1
    0,57
    0,71
    0,57
    1
    0,75
    0,72
    0,75

    1000
    1
    0,34
    0,37
    0,34
    1
    0,73
    0,71
    0,73

    2000
    1
    0,19
    0,21
    0,19
    1
    0,68
    0,69
    0,68

    3000
    1
    0,13
    0,14
    0,13
    1
    0,64
    0,65
    0,64

    4000
    1
    0,09
    0,107
    0,09
    1
    0,56
    0,60
    0,56

    5000
    1
    0,07
    0,086
    0,07
    1
    0,53
    0,554
    0,53

    6000
    1
    0,06
    0,071
    0,06
    1
    0,48
    0,51
    0,48

    7000
    1
    0,05
    0,061
    0,05
    1
    0,42
    0,47
    0,42

    8000
    1
    0,04
    0,054
    0,04
    1
    0,4
    0,43
    0,4

    10000
    1
    0,03
    0,043
    0,03
    1
    0,35
    0,37
    0,35

    Таблица 4

    Р исунок 1



    Рисунок 2

    Контрольные вопросы:

    1)Как установить правильность выполнения проведенных исследований?

    Правильность исследования проверяется путем вычисления xM; при исследовании последовательного соединения – с помощью уравнений Кирхгофа.

    2)Как практически разметить однополярные выводы двух индуктивно-связанных катушек?

    Разметить катушки так, чтобы для согласного включения ток был направлен симметрично с однополярными выводами, для встречного – не симметрично.

    3)При каком соотношении между параметрами катушек L1, L2 и M напряжение одной из них в режиме гармонических колебаний при последовательном соединении катушек и встречном включении будет отставать от тока?

    При L1 меньше M или L2 меньше М.

    4)Почему АЧХ трансформатора падает в области низких и высоких частот? В какой частотной области исследуемый трансформатор приближается к идеальному? Почему на нулевой частоте сигнал через трансформатор к нагрузке не проходит?

    Исследуемый трансформатор близок к идеальному на средних частотах, где АЧХ приближается к прямой. Шунтирующее действие ограничивает передачу сигнала на низких частотах

    5)Чем объяснить резкое расхождение расчетных и опытных значений |H(jω)|, при ω стремящейся к 0?

    Расчет ведется для идеального трансформатора, а в реальном трансформаторе функция передачи с ограниченной полосой частот, у которой ширина определяется значениями параметров трансформатора.

    Вывод:

    В ходе выполнения лабораторной работы определили индуктивности катушек, взаимную индуктивность (таблица 1). Для катушек был найден коэффициент связи, который равен 0,51, что соответствует теории, т.к. в пространстве катушки были расположены последовательно.

    Были найдены эквивалентные индуктивности при согласном и встречном подключении для последовательного и параллельного подключения (таблица 2, таблица 3). Высокая индуктивность наблюдалась при согласном включении, т.к. их потоки суммируются и взаимная индуктивность положительная. При встречном подключении напротив эквивалентная индуктивность мала.

    Также в диапазоне частот 100-12000 Гц была построена амплитудно-частотная характеристика трансформатора с двумя разными нагрузками (рис.1, ри.2). Рассчитанные результаты оказались довольно точными.

    написать администратору сайта