Исследование на ЭВМ характеристик источника постоянного напряжения. Лаб_2. Теоретические основы электротехники

• Название: Теоретические основы электротехники
• Анкор: Исследование на ЭВМ характеристик источника постоянного напряжения
• Дата: 20.04.2022
• Размер: 2.26 Mb.
• Имя файла: Лаб_2.docx
• Тип: Лабораторная работа; #486950

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ

КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Кафедра «Теории электрических цепей»

Лабораторная работа №2

«Исследование на ЭВМ характеристик источника постоянного напряжения»
по дисциплине

«Теоретические основы электротехники»

Выполнила: студент гр. БИН 2106 Ахмадеев В.А

Проверил: Микиртичан Александр Григорьевич

Москва, 2022 г.

Оглавление

1.Цель работы 1

2.Предварительные расчеты 1

3.Схемы 1

4.Графики 1

5.Вывод 2

6.Вопросы для самопроверки 2

1. Цель работы

С помощью программы Micro-Cap получить внешние характеристики источников напряжения. Познакомиться с зависимыми источниками.

2. Предварительные расчеты

E = 2,4 B – ЭДС источника;

r = 300 Oм – внутреннее сопротивление источника;

R_н = 0, 10, 20, 40, 80, 160, 320, 640, 1280, 2560, 5120, 6000 Ом – сопротивление нагрузки;

I = E/(r + R_н) – ток в нагрузке от сопротивления R_н;

U_н = IR_н = f(R_н) – падение напряжения на нагрузке от сопротивления R_н;

P_ист = EI = f(R_н) – мощность источника тока от сопротивления R_н;

P_r = I²r = f(R_н) – мощность, выделяемая на нагрузке от сопротивления R_н;

P_н = I²R_н = f(R_н) – мощность, выделяемая на нагрузке от сопротивления R_н;

η = 100%( P_н/ P_ист ) = f(R_н) - КПД цепи от сопротивления нагрузки R_н.

Таблица №1



ИНУТ:

γ = 3 Ом – управляющее состояние;

i(t) = 2sin(2πft) – управляющий ток;

f = 2 кГц – частота;

R_н = 70 Ом – сопротивление нагрузки;

U_m = γI_m – амплитуда напряжения.

Таблица №2

3. Схемы

Схема 1 Схема 2

4. Графики

График зависимости тока от сопротивления нагрузки



График зависимости напряжения от сопротивления нагрузки



График зависимости мощности источника от сопротивления нагрузки



График зависимости мощности, выделяемой на внутреннем сопротивлении источника, от сопротивления нагрузки



График зависимости мощности, выделяемой на нагрузке, от сопротивления нагрузки



График зависимости КПД цепи от сопротивления нагрузки



Осциллограмма напряжения источника и управляющего тока

5. Вывод

Данные и графики, полученные в результате предварительного расчёта и в результате экспериментов в программе MicroCap, очень близки по результатам. В проведённых опытах было выяснено, что: при повышении сопротивления нагрузки повышается и КПД цепи.

6. Вопросы для самопроверки

1. 
   Какой источник называется источником ЭДС. Приведите примеры независимых и зависимых источников.
   

Источник ЭДС - это активный элемент с двумя зажимами, напряжение на которых не зависит от тока, проходящего через источник.

Зависимым источником ЭДС называют такой источник, в котором эдс зависит только от тока, протекающего в другой ветви, или только от напряжения на некотором другом участке цепи.

Независимым источником ЭДС называется такой источник, ЭДС и ток которого не зависят от напряжений, токов в любых ветвях цепи.

2. 
   Режимы работы источника ЭДС.
   

Существует 4 режима работы источника ЭДС:

• 
  Режим холостого хода
  
• 
  Режим нагрузки
  
• 
  Режим короткого замыкания
  
• 
  Номинальный режим
  

Холостым ходом называется режим, когда к зажимам источника не подключена нагрузка. В режиме холостого хода источник не отдает своей энергии потребителю и не производит полезной работы.

Режимом нагрузки называется режим, при котором к источнику подключен потребитель. Источник отдаёт свою энергию нагрузке и в цепи протекает ток.

Коротким замыканием называется режим, когда зажимы источника соединяются проводником, сопротивление которого равно нулю. Короткое замыкание возникает из-за повреждения изоляции проводов или из-за персонала, допустившего ошибку при сборке электрической схемы.

3. 
   Чему равно падение напряжения на нагрузке U_H при R_H=300 Ом?
   

U_H=1,25 В

4. 
   Чему равна мощность, выделяемая на внутреннем сопротивлении источника P_r, при R_H=300 Ом?
   

P_r=5,208 мВт

5. 
   Чему равен КПД при R_H=300 Ом?
   

η=50%