Лабораторная работа 4 Ямчук 2Б13. Отчет по лабораторной работе 4 исследование цепей с индуктивно связанными элементами по дисциплине

• Название: Отчет по лабораторной работе 4 исследование цепей с индуктивно связанными элементами по дисциплине
• Дата: 20.11.2022
• Размер: 252.3 Kb.
• Имя файла: Лабораторная работа 4 Ямчук 2Б13.docx
• Тип: Отчет; #802008

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Направление подготовки (специальность) Нефтегазовое дело Кафедра Инженерная школа природных ресурсов

ОТЧЕТ

по лабораторной работе 4
ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕПЕЙ С ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

по дисциплине

Электротехника 1.3

Выполнил студент гр. 2Б13 Ямчук В.В.

(подпись)

2022г.

(дата выполнения работы)

Отчет принят:

Доктор физико-математических наук Новиков С.А.

профессор (ОЭЭ, ИШЭ) (подпись)

2022г.

(дата проверки отчета)

Томск 2022г.

Цель работы: провести экспериментальное исследование цепей с последовательным соединением индуктивно связанных катушек. Научиться определять взаимную индуктивность катушек и строить векторные диаграммы для цепей с индуктивной связью.

Рабочие формуды:

Z = U / I;

X = (Z² – R²)^1/2;

L = X / ω;

R_экв = R₁ + R₂;

U₁ = U_1L ± U_1M = X_1L I₁ ± X_M I₂;

U₂ = U_2L ± U_2M = X_2L I₂ ± X_M I₁;

X^согл = X₁ + X₂ + 2X_M = ω ( L₁ + L₂ + 2M);

X^встр = X₁ + X₂ - 2X_M = ω ( L₁ + L₂ - 2M);

X_M = (X^согл - X^встр) / 4;

M = X_M / ω;

Схема рабочей электрической цепи

Номер катушки	Показания приборов			Результаты расчетов
	R	U	I		z	X	L
	Ом	В	мА		Ом	Ом	Гн
1	47	7,44	93,2		79,8	64,5	0,205
2	267	7,47	27,8		268,7	30,2	0,096

Обработка результатов измерений

Z₁ = U₁ / I₁ = 7,44 / 0,0932 = 79,8 Ом

X₁ = (Z₁² – R₁²)^1/2 = (79,8² – 47²)^1/2 = 64,5 Ом

L₁ = X₁ / ω = 64,5 / 314 = 0,205 Гн

Z₂ = U₂ / I₂ = 7,47 / 0,0278 = 268,7 Ом

X₂ = (Z₂² – R₂²)^1/2 = (268,7² – 267²)^1/2 = 30,2 Ом

L₂ = X₂ / ω = 30,2 / 314 = 0,096 Гн

Включение катушек U = 7,4 В	Показания приборов			Результаты вычислений
	I	U1	U2	Rэ	zэ	Xэ	Lэ	XМ	M
	мА	В	В	Ом	Ом	Ом	Гн	Ом	Гн
Согласное	18,7	2,2	5,2	314	395,7	240,8	0,767	44,15	0,141
Встречное	23,4	2,2	5,3	314	320,5	64,2	0,204

Обработка результатов измерений

Согласное включение:

R_экв = R₁ + R₂ = 47 + 267 = 314 Ом

Z_экв = U / I = (2,2 + 5,2) / 0,0187 = 395,7 Ом

X_экв = (Z_экв ² – R_экв ²)^1/2 = (395,7 ² – 314 ²)^1/2 = 240,8 Ом

L_экв = X_экв / ω = 240,8 / 314 = 0,767 Гн

Встречное включение:

R_экв = R₁ + R₂ = 47 + 267 = 314 Ом

Z_экв = U / I = (2,2 + 5,3) / 0,0234 = 320,5 Ом

X_экв = (Z_экв ² – R_экв ²)^1/2 = (320,5 ² – 314 ²)^1/2 = 64,2 Ом

L_экв = X_экв / ω = 64,2 / 314 = 0,204 Гн

X_M = (X^согл - X^встр) / 4 = (240,8 – 64,2) / 4 = 44,15 Ом

M = X_M / ω = 44,15 / 314 = 0,141 Гн

Включение катушек	Результаты вычислений							Из диаграмм
	I	IR1	IX1	IXМ	IR2	IX2	IXМ	U	U1	U2
	мА	В	В	В	В	В	В	В	В	В
согласное	18,7	0.88	1,21	0,83	4,99	0,56	0,83	7,5	2,2	5,2
встречное	23,4	1,10	1,51	1,03	6,25	0,71	1,03	7,5	1,2	6,3

Расчет напряжений

Согласное включение:

IR₁ = 0,0187 * 47 = 0,88 В

IX₁ = 0,0187 * 64,5 = 1,21 В

IX_М = 0,0187 * 44,15 = 0,83 В

IR₂ = 0,0187 * 267 = 4,99 В

IX₂ = 0,0187 * 30,2 = 0,56 В

Встречное включение:

IR₁ = 0,0234 * 47 = 1,10 В

IX₁ = 0,0234 * 64,5 = 1,51 В

IX_М = 0,0234 * 44,15 = 1,03 В

IR₂ = 0,0234 * 267 = 6,25 В

IX₂ = 0,0234 * 30,2 = 0,71 В



Рисунок 1. Встречное включение



Рисунок 2. Согласное включение

Вывод: в ходе лабораторной работы были экспериментально исследованы цепи с последовательным соединением индуктивно связанных катушек и расчетным путем определены параметры катушек индуктивности и взаимная индуктивность катушек. Для проверки точности измерений были построены векторные диаграммы цепи с последовательным соединением индуктивно связанных катушек в согласном и встречном режимах.

Графически определенные падения напряжений на катушках и общее напряжение цепи соответствуют экспериментально измеренным.