Главная страница
Навигация по странице:

  • Московский институт электроники и математики им. А. Н. Тихонова Департамент компьютерной инженерии

  • Лабораторная работа №4

    		•

    Лабораторная работа Резонанс напряжений. Резонанс напряжений


    Скачать 0.67 Mb.
    НазваниеРезонанс напряжений
    АнкорЛабораторная работа Резонанс напряжений
    Дата21.05.2023
    Размер0.67 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаLaboratornaya_rabota_4.docx
    ТипЛабораторная работа
    #1148135

    ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ
    ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

    «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

    «ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ»
    Московский институт электроники и математики им. А. Н. Тихонова

    Департамент компьютерной инженерии

    Раимова Алина Алексеевна, группа БИВ212
    Лабораторная работа №4

    по дисциплине «Электротехника»

    Тема: «Резонанс напряжений»


    Бригада 1

    Дата первой загрузки: 04.03.2023

    Москва 2023

    Задание


    Схема:



    Номиналы элементы схемы для бригады №1:


    R10мГн=28 Ом, R1мГн=2.8 Ом, R0.47мГн=1.1 Ом

    Задания и решения


    1. Рассчитать:

    • резонансную частоту по формуле:



    • характеристическое сопротивление:



    • добротности для обоих активных сопротивлений:





    • частоты, на которых достигаются максимумы напряжений на индуктивности и емкости для R1:





    • частоты, на которых достигаются максимумы напряжений на индуктивности и емкости для R2:





    1. Собрать схемy. Индуктивность L=0.94 мГн получается последовательным соединением двух индуктивностей L=0.47 мГн, при этом сопротивления катушек складываются:

    Схема собрана на занятии.

    1. С помощью векторной диаграммы измерить напряжения V1, V2, V3, а также ток A1 и разность фаз V1 - A1 в диапазоне 2 – 20 кГц для сопротивления R1 с шагом 0.5 кГц в диапазоне от fC-2 кГц до fL+2 кГц, а вне этого диапазона - с шагом 2 кГц. Результаты в таблице 1.

    Таблица 1.

    N
    Установить
    Измерить
    Рассчитать

    f
    R­1
    L
    C
    Epp
    V1
    V2
    V3
    A1


    Z

    (эксп.)
    XC

    (уст.)
    XL

    (уст.)
    Z

    (уст.)
    Погр.

    Z


    Q1

    кГц
    Ом
    мГн
    мкФ
    В
    В
    В
    В
    мА
    градус
    Ом
    Ом
    Ом
    Ом
    %
    -
    -

    1
    2
    50
    10
    0,1
    5
    0,5
    2,9
    2,5
    4
    -61
    625
    795,77
    125,66
    671.97
    7
    0,48
    6,32

    2
    3
    1,4
    3,6
    2,4
    7,2
    -63
    333,33
    530,52
    188,5
    345.66
    3.56
    0,45

    3
    3,5
    2,2
    4,2
    2,3
    9,8
    -60
    234,69
    454,73
    219,91
    240.08
    2.24
    0,5

    4
    4
    3,3
    4,9
    2,0
    13
    -50
    153,85
    397,89
    251,33
    154.85
    0.65
    0,64

    5
    4,5
    4,6
    5,3
    1,7
    15,8
    -25
    107,59
    353,678
    282,74
    86.79
    23.978
    0,91

    6
    5
    5,3
    5,0
    1,7
    16,3
    9
    104,29
    318,31
    314,16
    50.17
    107.87
    0,99

    7
    5,5
    5,2
    4,2
    1,8
    14,8
    34
    121,62
    289,37
    345,58
    75.22
    61.68
    0,83

    8
    6
    4,9
    3,3
    2,0
    12,7
    48
    157,48
    265,26
    376,99
    122.41
    28.65
    0,67

    9
    6,5
    4,5
    2,7
    2,2
    10,9
    56
    201,83
    244,85
    408,41
    171.03
    18.01
    0,56

    10
    7
    4,2
    2,2
    2,2
    9,4
    60
    234,04
    227,36
    439,82
    218.27
    7.23
    0,5

    11
    9
    3,4
    1,1
    2,4
    5,8
    67
    413,79
    176,84
    565,49
    391.85
    5.6
    0,39

    12
    11
    3,1
    0,7
    2,4
    4,2
    68
    571,43
    144,69
    691,15
    548.75
    4.13
    0,37

    13
    13
    2,9
    0,5
    2,5
    3,2
    67
    781,25
    122,43
    816,81
    696.19
    12.22
    0,39

    14
    15
    2,8
    0,3
    2,5
    2,6
    65
    961,54
    106,10
    942,48
    837.87
    14.76
    0,42

    15
    17
    2,7
    0,3
    2,5
    2,1
    62
    1190,48
    93,62
    1068,14
    975.80
    22
    0,47

    16
    19
    2,7
    0,2
    2,5
    1,8
    58
    1388,89
    83,77
    1193,81
    1111.16
    25
    0,53

    17
    20
    2,6
    0,2
    2,5
    1,6
    53
    1562,5
    79,58
    1256,64
    1178.12
    32.6
    0,6




    1. С помощью векторной диаграммы измерить напряжения V1, V2, V3, а также ток A1 и разность фаз V1-A1 в диапазоне 2 – 20 кГц для сопротивления R2 с шагом 0.5 кГц в диапазоне от fC-2 кГц до fL+2 кГц, а вне этого диапазона - с шагом 2 кГц. Результаты в таблице 2.

    Таблица 2.

    N
    Установить
    Измерить
    Рассчитать

    f
    R­1
    L
    C
    Epp
    V1
    V2
    V3
    A1


    Z

    (эксп.)
    XC

    (уст.)
    XL

    (уст.)
    Z

    (уст.)
    Погр.

    Z


    Q2

    кГц
    Ом
    мГн
    мкФ
    В
    В
    В
    В
    мА
    градус
    Ом
    Ом
    Ом
    Ом
    %
    -
    -

    1
    2
    200
    10
    0,1
    5
    0,5
    2,7
    2,4
    3,9
    -54
    615.38
    795.77
    125.66
    699.32
    12
    -0.83
    1,58

    2
    2,5
    0,7
    2,8
    2,4
    5,0
    -53
    480
    636.62
    157.08
    519.57
    7.61
    -0.92

    3
    3
    1,1
    3,0
    2,3
    6,2
    -48
    370.97
    530.52
    188.49
    396.20
    6.37
    -0.64

    4
    3,5
    1,5
    3,0
    2,2
    7,3
    -41
    301.37
    454.73
    219.91
    308.44
    2.29
    -0.99

    5
    4
    2,0
    3,0
    2,1
    8,2
    -30
    256.1
    397.89
    251.32
    247.95
    3.28
    0.15

    6
    4,5
    2,4
    2,9
    2,1
    8,8
    -15
    238.64
    353.68
    282.74
    212.20
    12.45
    -0.76

    7
    5
    2,7
    2,7
    2,1
    8,9
    -1
    235.95
    318.31
    314.15
    200.04
    17.95
    0.54

    8
    5,5
    2,9
    2,4
    2,1
    8,7
    11
    241.38
    289.37
    345.57
    207.74
    16.19
    0.004

    9
    6
    3,0
    2,1
    2,1
    8,2
    22
    256.1
    265.26
    376.99
    229.09
    11.79
    -1

    10
    6,5
    3,0
    1,8
    2,2
    7,7
    30
    285.71
    244.85
    408.40
    258.35
    10.59
    0.15

    11
    7
    3,0
    1,6
    2,3
    7,1
    35
    323.94
    227.36
    439.82
    291.78
    11.02
    -0.9

    12
    7,5
    3,0
    1,4
    2,3
    6,6
    41
    348.48
    212.21
    471.23
    327.25
    6.49
    -0.99

    13
    8
    3,0
    1,2
    2,4
    6,1
    45
    393.44
    198.94
    502.65
    363.64
    8.19
    0.53

    14
    10
    2,8
    0,8
    2,4
    4,6
    52
    521.74
    159.15
    628.31
    510.01
    2.3
    -0.16

    15
    12
    2,7
    0,5
    2,4
    3,6
    54
    666.67
    132.63
    753.98
    652.74
    2.13
    -0.83

    16
    14
    2,7
    0,4
    2,4
    2,9
    51
    827.59
    113.68
    879.64
    791.64
    4.54
    0.74

    17
    16
    2,6
    0,3
    2,4
    2,4
    50
    1000
    99.47
    1005.31
    927.65
    7.8
    0.96

    18
    18
    2,6
    0,2
    2,5
    2,1
    50
    1190.48
    88.42
    1130.97
    1061.56
    12.14
    0.96

    19
    20
    2,6
    0,2
    2,5
    1,8
    40
    1388.89
    79.58
    1256.64
    1193.93
    16.3
    -0.67

    Здесь:

    • V1 – амплитуда напряжения на катушке индуктивности

    • V2 – амплитуда напряжения на конденсаторе

    • V3 – амплитуда напряжения на источнике

    • A1 – амплитуда тока

    • R – сопротивление

    • φu – фаза напряжения на источнике

    • φi – фаза тока



    Заполним таблицы оставшимися значениями


    Индуктивное сопротивление цепи:



    Емкостное сопротивление цепи:

    Комплексное сопротивление:



    Обработка результатов измерений


    Для R1=50 Ом

    График V1/V3 от f



    График V2/V3 от f



    График A1*R1/V3 от f


    График



    Для R2=200 Ом

    График V1/V3 от f


    График V2/V3 от f



    График A1*R2/V3 от f


    График


    Схема в программе LTspice


    Для R1=50 Ом


    Для R2=200 Ом


    Построим графики напряжений 𝑈𝐿, 𝑈𝐶, а также ток 𝐼 в диапазоне 1-20 кГц для обоих сопротивлений.

    Для R1=50 Ом



    UL=V(a) – V(b)

    UC=V(b)
    Для тока на R1:


    Для R2=200 Ом



    UL=V(a) – V(b)

    UC=V(b)

    Для тока на R2:


    Вывод


    Графики, построенные в MATLAB сходятся с графиками, полученными в программе LTspice.

    написать администратору сайта