III. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов, занимающихся с элементами дот общие указания

Лабораторный практикум помогает студенту освоить теоретический материал, получить навыки при экспериментальных исследованиях электрических цепей, правильно использовать данные ­измерительных приборов и развить умение анализировать полученные результаты.

Лабораторная работа является расчетно-графическая с виртуальными элементами, созданные на основе программы Multisim 10. Эта работа, предназначенная для студентов, изучающих дисциплину с элементами ДОТ, состоит из следующих этапов.

1. Изучение теоретической части исследуемого процесса.

2. Расчет параметров цепей на основании показаний измерительных приборов.

3. Составление отчета в соответствии с требованиями, указанными в разделе «Содержание отчета».

4. Ответы на вопросы теста.

5. Отправка отчета и результатов тестирования на рецензию.

Каждый студент выполняет лабораторную работу в соответствии со своим вариантом, который выбирается по последней цифре шифра студента. Все варианты представлены на учебном сайте в среде Mudle в файле «Варианты»

Работа 10(д). Исследование линейных элементов

1. Цель работы

Исследование стационарных процессов в линейных электрических элементах при воздействии на них синусоидального напряжения.

2. Основные теоретические положения

Любое реальное электротехническое устройство обладает тремя параметрами: сопротивлением R, индуктивностью L и емкостью C.

Для удобства анализа и расчета электрических цепей вводят понятия об идеализированных элементах цепи, то есть таких, которые обладают только одним параметром - только сопротивлением, только индуктивностью, только емкостью. Эти элементы называются соответственно: сопротивлением, индуктивностью, емкостью. Их графическое изображение представлено на рис. 1.1– 1.3.

С помощью идеализированных элементов можно любое реальное электротехническое устройство представить в виде комбинации идеализиро-ванных элементов и, следовательно, провести его электромагнитный расчет.

В работе исследуются электромагнитные процессы, происходящие в сопротивлении, индуктивности и емкости при их подключении к источнику синусоидального напряжения. Синусоидальное напряжение - периодическая функция. Ее периодом T называется минимальное время, по истечении которого значение функции повторяется. Число периодов в секунду называется частотой напряжения f = 1/T, Гц. Кроме частоты f в электротехнике часто используют понятие об угловой частоте , 1/с.

Аналитическая запись синусоидального напряжения имеет вид:

. (1.1)

Здесь u - мгновенное значение напряжения, т.е. его значение в любой момент времени t от начала отсчета; U_m - амплитуда напряжения, т.е. наибольшее его значение; - фаза напряжения, град или рад, может принимать любые значения в пределах от 0 до ± 2Kπ радиан или от 0 до

± K360° (K - любое целое число); y_u - начальная фаза напряжения (греческая "пси"), это значение аргумента при t = 0.

Синус любого угла, как известно из курса математики, изменяется в пределах от 0 до ±1, как бы велико ни было значение угла, входящего под его знак. Поэтому синусоидальное напряжение изменяется во времени, как это видно из формулы (1.1), в пределах от +U_m до -U_m, принимая в этом диапазоне любые значения (+U_m ³ и ³ -U_m). Значением U_m называется амплитуда напряжения.

Все сказанное выше относится и к синусоидальному току, аналитическая запись которого имеет вид:

. (1.2)

Здесь i - мгновенное значение тока, А; I_m - амплитуда тока, А; - фаза тока, град или рад; - начальная фаза тока, град или рад. Графики напряжений u(t) на рис. 1.1, 1.2, 1.3 построены для случая, когда начальная фаза напряжения принята равной нулю: и тогда . График тока i на рис. 1.1 построен таким образом, что его начальная фаза и тогда .

Рис. 1.1

Рис. 1.2

Рис. 1.3

График тока на рис. 1.2 построен так, что и тогда . График тока на рис. 10.3 построен так, что и тогда . Положительные начальные фазы этих графиков откладываются влево от точки начала отсчета (t = 0), а отрицательные начальные фазы - вправо.