Загрузил mr.zelenka

Лабораторная работа 1

реклама
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Кафедра «Электротехники»
Лабораторная работа № 1
“ ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА”
Вариант №2
Выполнил: студент группы ГР-19-01 Ковалевский А.А.
Проверил: Сорокин Александр Владимирович
Уфа, 2021 г.
Цель работы:
1.1 Экспериментальное обоснование метода суперпозиции.
1.2 Изучение принципа компенсации тока.
1.3 Экспериментальное обоснование метода преобразования цепи с по-мощью
эквивалентного генератора.
1.4 Изучение принципа компенсации напряжения.
Рисунок 1 - Схема для исследования метода суперпозиции (а), схема
эквивалентного генератора с нагрузкой (б)
4.1 Рассчитать и установить параметры схем.
Расчёты:
E1= 5 + 3*2=11 В
E2= 5 + 2*2=9 В
R1= 20 + 2=22 Ом
R2= 20 + 2*2=24 Ом
R3= 20 + 3*2=26 Ом
Таблица 1 - Параметры схем для варианта №3
E1
E2
R1
R2
R3
11
9
22
24
26
4.2 Произвести эксперименты по обоснованию метода суперпозиции.
Таблица 2 - Экспериментальные данные
к п.4.2
E2
I1 (A1) I2 (A2) I3 (A3) U1 (V1) U2 (V2) U3 (V3)
№ п/п
E1
1
11
0
7.647
-3.827
0.1415
7.314
-3.674
3.678
2
0
9
-3.131
6.245
0.1153
-2.995
5.995
2.998
3
11
9
4.515
2.418
0.2568
4.319
2.321
6.676
4.3 Произвести проверочный расчет токов и напряжений для п.3
таблицы 2 с применением метода двух узлов (g и h). Результат расчетов
занести в таблицу 3.
Ugh=(E1/R1+E2/R2)/(1/R1+1/R2+1/R3) =0,875/0,1256=6,97 В
1)U1=E1-Ugh=11-6,97=4,03 В
I1=U1/R1=4,03/22=0,18 A
2)U2=E2-Ugh=9-6,97=2,03 В
I2=U2/R2=2,03/24=0,08 A
3)U3=Ugh=6,97 В
I3=U3/R3=6,97/26=0,27 A
I1
0,18
Таблица 3 - Результат расчетов к п. 4.3
I2
I3
U1
U2
0,08
0,27
4,03
2,03
U3
6,97
4.4 Произвести эксперименты по компенсации тока в ветви между
узлами g и h.
I1=E1/R1=E2/R2=I2
R2=(R1*E2)/E1=18 Ом
I3=0
I1=I2=0,5 A
4.5 Определить параметры эквивалентного генератора относительно
ветви с сопротивлением R3 (выходные зажимы эквивалентного
генератора точки g и h).
Rbe=Ee/I3КЗ=10,04/0,8746=11,48 Ом
Таблица 4 - Результат экспериментов и расчета к п. 4.4
Эксперимент
Расчет
U3XX
I3КЗ
Ее
10,04
0,8746
10,04
Rbe
11.48
4.6 Произвести аналитический расчет параметров эквивалентного
генератора.
Rbe=R1*R2/R1+R2=11,48 Ом
U3ХХ=(E1/R1+E2/R2)/(1/R1+1/R2) =10.04 В
Ee= U3ХХ
I3КЗ= Ee/ Rbe=0,8746 A
Таблица 5 - Результат расчета к п. 4.5
U3XX
I3КЗ
Ее
Rbe
10,04
0,8746
10,04
11.48
4.8 Произвести эксперименты по компенсации напряжения в выделенном контуре K.
U2=U4
U2=E1*R2/R1+R2
U4=E2*R4/R3+R4
R4=(E1*R2*R3)/(E1*R1+E2*R2-E1*R2)=(14*23*26)/(14*23+11*2614*26)=35,38 Ом
Таблица 6 - Экспериментальные данные к п. 4.7
U1 (V1)
U2 (V2)
U3 (V3)
U4 (V4)
5,500
5,500
3,500
5,500
Когда E2=E1, то R4=28,36 Ом
При значении R4=28,36 Ом - независимость равновесного состояния от
значений Е2 = Е1.
Вывод
1) Принцип суперпозиции - электрический ток в каждой ветви линейной
электрической цепи равен алгебраической сумме токов, вызываемых каждым
из источников ЭДС цепи в отдельности. Этот принцип справедлив для всех
линейных электрических цепей, то есть таких цепей, вольтамперные
характеристики сопротивлений которых представляют собой прямые линии.
Принцип суперпозиции используется в методе расчёта электрических цепей,
получившем название метода суперпозиции. При расчёте электрических
цепей по методу суперпозиции поступают следующим образом: поочередно
рассчитывают токи, возникающие от действия каждого из источников ЭДС,
мысленно удаляя остальные из схемы, но оставляя в схеме внутренние
сопротивления источников, и затем находят токи в ветвях путем
алгебраического сложения частичных токов.
2) Различают принципы компенсации напряжения и компенсации
тока. Принцип компенсации тока заключается в том, что участок a-b схемы с
током Iab можно заменить эквивалентным источником тока J=Iab, направление
которого совпадает с положительным направлением тока Iab.
Принцип компенсации напряжения основан на теореме о компенсации,
которая гласит: в любой электрической цепи без изменения токов в ее ветвях
сопротивление в произвольной ветви можно заменить источником с ЭДС,
численно равной падению напряжения на этом сопротивлении и действующей
навстречу току в этой ветви.
3) Использование эквивалентного генератора даёт возможность
вычислить ток только одной ветви схемы.
Скачать