5 семестр (вечерка) / Лаболаторные работы / Лабараторная работа №6, третья. Исследование установившегося синусоидального режима в простых цепях / Лабараторная работа №6, третья
.pdfФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)» Кафедра теоретических основ электротехники
ОТЧЕТ
по лабораторной работе № 6
«Исследование установившегося синусоидального режима в простых цепях»
Выполнил : Попов Алексей Павлович
Группа № 9802
Преподаватель: Езеров Кирилл Сергеевич
Санкт-Петербург, 2021
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
Исследование установившегося синусоидального режима в простых цепях
Работа № 6. Исследование установившегося синусоидального режима в простых цепях
Цель работы: практическое ознакомление с синусоидальными режимами в простых RL-, RC- и RLC-цепях.
Схема установки
Рис. 1. Схема установки для исследования установившегося синусоидального режима в RC цепи
2
Рис. 2. Схема установки для исследования установившегося синусоидального
режима в RL цепи
Рис. 3. Схема установки для исследования установившегося синусоидального
режима в RLC цепи
3
Основные расчетные формулы.
1. Расчетная формула для определения емкости RC цепях:
Комплексное сопротивление конденсатора
ZC = , тогда емкость (Ф)
C = = = = , где f – установленная частота, UC – установленное
напряжение. |
|
|
|
||||||||
2. |
Расчетная формула для определения индуктивности в RL цепях: |
||||||||||
Комплексное сопротивление катушки |
|||||||||||
ZL = |
|
, тогда индуктивность (Гн) |
|||||||||
L = |
|
= |
|
= |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
3. |
Расчетная формула для определения угла сдвига напряжений в RC цепи |
||||||||||
φВД = - arctg ( |
|
|
), аналогично для RL цепи |
||||||||
|
|
||||||||||
4. |
Расчетная формула для определения угла сдвига напряжений в RLC цепи |
||||||||||
|
|
|
( |
|
|
) |
|||||
|
|
|
|
|
|||||||
4
ПРОТОКОЛ НАБЛЮДЕНИЙ
Лабораторная работа №6
Исследование установившегося синусоидального режима в простых
цепях
Таблица 1. Исследование установившегося синусоидального режима в
RC и RL цепях
Устанавливают |
|
Измеряют |
|
|
|
Вычисляют |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RC схема |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f, кГц |
U0, В |
I, мА |
UR, В |
Uc, В |
UL,В |
φосц |
R, Ом |
C, |
L, |
φВД |
|
мкФ |
мГн |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7,50 |
1,99 |
3,86 |
0,75 |
1,87 |
- |
68 |
194,30 |
0,0438 |
- |
-67,49 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15,00 |
2,00 |
6,72 |
1,29 |
1,44 |
- |
42 |
191,96 |
0,0495 |
- |
48,14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RL схема |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7,50 |
2,00 |
5,45 |
1,05 |
- |
1,60 |
58 |
192,66 |
- |
6,23 |
56,73 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,75 |
2,00 |
8,07 |
1,56 |
- |
1,18 |
32 |
193,31 |
- |
6,21 |
37,10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
Таблица 2. Исследование установившегося синусоидального режима в
RLC цепях
Устанавливают |
|
|
Измеряют |
|
|
Вычисляют |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
f, кГц |
U0, В |
I, мА |
UR, В |
Uc, В |
UL,В |
φосц |
φВД |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8,60 |
2,00 |
9,43 |
1,84 |
|
3,59 |
|
3,57 |
0 |
75,59 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17,20 |
2,00 |
3,27 |
0,63 |
|
0,62 |
|
2,49 |
72 |
78,55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,30 |
2,00 |
2,63 |
0,50 |
|
2,34 |
|
0,42 |
64 |
79,73 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Резонансная частота f0 = 4,3 кГц
Экспериментальный макет: R01= 50 Ом_________________________________
__________________________________________________________________
Выполнил Попов А.П.
Факультет электроники Группа № 9802
“____” __________ _____
Преподаватель: ______________
6
|
|
Обработка результатов эксперимента |
6.2.1 Исследование установившегося синусоидального режима в RL и RC |
||
цепях. |
|
|
Для RC цепи: |
|
|
Вычисление сопротивления резистора R при f = 7.5 кГц. |
||
R = =515,5440… Ом ≈ 515,54 Ом; |
||
C = |
= |
= 0,043 (мкФ); |
φВД = - arctg ( |
) = - arctg ( ) = -67,49o. |
|
Вычисления для остальных сопротивлений, емкостей и угла сдвига аналогичны. Результаты занесены в таблицу 1.
7
Рис. 4. Осциллограмма тока и напряжения исследуемой цепи
8
Рис. 5. Векторные диаграммы тока и напряжений конденсатора при f = 7.5
кГц (слева) и f = 15 кГц (справа).
Для RL цепи:
( |
|
) |
( |
|
) |
|
|
Вычисления для остальных сопротивлений, индуктивностей и угла сдвига аналогичны. Результаты занесены в таблицу 1.
9
Рис 6. Векторная диаграмма тока и напряжений катушки при f – 7,5 кГц
Рис 7. Векторная диаграмма тока и напряжений катушки при f – 3,75 кГц
10