Исследование линейных электрических
 Скачать 142.22 Kb.
|
|
ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ С НЕСИНУСОИДАЛЬНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ НАПРЯЖЕНИЯ Цель работы: Исследовать особенности режимов работы разветвленных электрических цепей, питающихся от источника несинусоидального напряжения в установившемся режиме. Определить действующие значения несинусоидальных напряжений на участках цепи при различных формах напряжения несинусоидального источника, питающего цепь. Общие теоретические положения При подключении электрической цепи любого элементного состава к источнику несинусоидального напряжения или тока в ней возникают электромагнитные процессы, меняющиеся во времени по периодическому закону. Решение задачи по расчету таких цепей неизменно сводится к следующим основным задачам: а) периодическая функция подводимого напряжения или тока раскладывается в ряд Фурье по гармоническим составляющим; б) исходя из требуемой точности решения, количество членов разложения (с учетом постоянной составляющей) ряда ограничивается (на практике не более пяти); в) для каждой гармоники производится расчет неизвестных токов и напряжений любым из известных методов расчета сложных электрических цепей; г) решения, полученные для каждой из гармонических составляющих, суммируются на уровне мгновенных значений в соответствии с принципом наложения, давая тем самым общее решение задачи. Кроме того, необходимо учитывать ряд дополнительных обстоятельств в рамках проводимого расчета. При определении неизвестных токов и напряжений на каждой гармонике необходимо учитывать, что с ростом номера гармонической составляющей индуктивное сопротивление X L =kωL возрастает, а емкостное - С k X С 1 убывает. Наличие постоянной составляющей (k = 0) говорит о необходимости расчета исходной цепи на постоянном токе. Решения, полученные для каждой гармоники на уровне комплексных токов или напряжений, не могут быть просуммированы, т.к. соответствующие им векторы вращаются на комплексной плоскости с различными угловыми частотами. При определении действующих значений токов и напряжений на участках исходной электрической цепи следует пользоваться выражением: n k k A A 0 2 , где: А – действующее значение несинусоидального тока или напряжения; A k – действующее значение тока или напряжения на k – ой гармонике; n – общее количество гармоник, взятое в разложении ряда. Исследование особенностей работы линейных электрических цепей с несинусоидальными источниками напряжения производится на примере электрических схем, изображенных на рис.2.1.1,а-2.1.1,г для различных форм входного напряжения u вх (t) ( ) – прямоугольный и (/\/\/) – треугольный. Рис.2.1.1. Электрические схемы для исследования несинусоидальных периодических процессов в линейных цепях Таблица 2.1.1 Параметры № варианта U м , В схема Форм а U вх (t) f, Гц C 1 , мкФ C 2 , мкФ R 1 , Ом L 1 , Гн R 2 , Ом L 2 , Гн R Н , Ом 1 2 3 4 3 3 3 3 а б в г “ ” “ ” “ ” “ ” 400 1000 500 400 10 1 0,47 10 1 – 1 – - - - - 0,1 0,1 0,1 0,04 - - 470 - – 0,04 – 0,01 220 220 220 220 План работы 1. Произвести сборку схемы по рис. 2.1.1 в соответствии с номером варианта из таблицы 2.1.1. К входным зажимам подключить источник напряжения специальной формы амплитудой U м с частотой f. 2. Подключить каналы 2х - лучевого электронного осциллографа параллельно входным клеммам и получить на экране осциллограмму входного напряжения u вх (t); сделать копию данной кривой. 3. Подключить каналы 2х - лучевого электронного осциллографа параллельно выходным клеммам и получить на экране осциллограмму выходного напряжения u вых (t); сделать копию данной кривой. 4. Подключить к выходным клеммам цепи цифровой вольтметр и измерить действующее значение U вых 5. С помощью омметра измерить внутреннее активное сопротивление катушек, используемых в экспериментах. Задание по расчету 1. Для схемы, изображенной на рис.2.1.1, рассчитать функцию выходного напряжения u вых (t) и его действующее значение, воспользовавшись исходными данными из таблицы 2.1.1 в соответствии с номером варианта. 2. Построить теоретические и экспериментальные u вх (t) и u вых (t) (4 графика). 3. Сравнить измеренное значение действующего напряжения на выходе с его расчетным значением. Сделать выводы по работе. |