Отчет по ЛР 4
.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра комплексной информационной безопасности электронно-
вычислительных систем (КИБЭВС)
ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЕННОЙ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Отчет по лабораторной работе №4 по дисциплине «Электротехника»
Студенты гр. 711-2:
Калинин А.А. Лучкин Д.В.
Толстолес Е.П.
01.10.22
Руководитель
Преподаватель Семенов А.С.
01.10.22
Томск 2022
1 Введение
Целью работы является экспериментальная проверка распределения тока в разветвленных цепях синусоидального переменного тока, которые содержат активные и реактивные нагрузки: резисторы, конденсаторы, индуктивные элементы.
2 Ход работы
2.1 Описание электрической цепи
На рисунке 2.1 изображена рабочая схема 1.
Рисунок 2.1 – Рабочая схема 1
Данные согласно варианту 5 действующее значение ЭДС является Е = 1В,
а частота источника равна 500 Гц.
На рисунке 2.2 изображена рабочая схема 2.
Рисунок 2.2 – Рабочая схема 2
На рисунке 2.3 изображена схема электроцепи для заданий 1,2,3.
Рисунок 2.3 – Схема электроцепи для заданий 1,2,3
2.2 Экспериментальные результаты и их обработка
2.2.1 Задание 1, 2
Использовав расчетные соотношения, изображенные на рисунке 2.4, были найдены расчетные и экспериментальные значения напряжений и токов для схемы, результаты которых были занесены в таблицу 1 и таблицу 2.
Рисунок 2.4 – Расчетные соотношения
Таблица 1 – Данные напряжения на элементах
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение на элементах |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
UR1, мВ |
UR2, мВ |
UR3, мВ |
UL1, мВ |
UL2, мВ |
|
|||||||
Расчёт |
Действ.зн. |
1000 |
|
262 |
|
|
133,5 |
|
965 |
990,9 |
|
||||
Эксперимент |
Действ.зн. |
1000 |
|
258,7 |
|
132,7 |
|
956,6 |
991 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 – Данные токов ветвей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Токи ветвей |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
I1, |
I2, мА |
I3, мА |
R1, Ом |
R2, Ом |
R3, Ом |
|||||||
|
|
|
мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расчёт |
Действ.зн. |
4,55 |
4,55 |
|
4,55 |
|
220 |
|
300 |
|
150 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Эксперимент |
Действ.зн. |
|
0,87 |
0,87 |
|
0,87 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2.2 Задание 3
Замерив фазовые сдвиги между синусоидами токов и напряжений, по приведенным выше формула, были рассчитаны фазовые сдвиги между током и напряжением на L1, L2, R2, R3, результаты которых занесены в таблицу 3.
Таблица 3 – Фазовые сдвиги
|
ФR2 |
ФL1 |
ФR3 |
ФL2 |
|
|
|
|
|
Расчёт |
74,5 |
14,9 |
82 |
7,4 |
Эксперимент |
74,7 |
14,7 |
81,8 |
7,6 |
2.2.3 Задание 4
Была построена векторная диаграмма цепи, показанная на рисунке 2.5.
Рисунок 2.5 – Векторная диаграмма цепи На рисунке 2.6 изображена векторная диаграмма токов и напряжений для
разветвленной цепи с L и R элементами.
Рисунок 2.6 – Векторная диаграмма токов и напряжений На рисунке 2.7 изображена сборка макета в программе.
Рисунок 2.7 – Сборка макета в программе
2.2.4Задание 5
Спомощью приведенных выше формул, были найдены расчетные измерения токов и напряжений, результаты которых были занесены в таблицу 4
итаблицу 5.
Таблица 4 – Напряжение на элементах
|
|
|
|
|
|
Напряжение на элементах |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
UR4, мВ |
|
UR5, мВ |
|
UR6, мВ |
UС1, мВ |
|
UС2, мВ |
|
||||||
Расчет |
Действ.зн. |
1000 |
1000 |
|
1000 |
|
|
1000 |
|
1000 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эксперимент |
Действ.зн. |
816,3 |
816,3 |
|
816,3 |
|
816,3 |
|
816,3 |
|
||||||
Таблица 5 – Токи ветвей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Токи ветвей |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
I4, мА |
I5, мА |
I6, мА |
R4, |
|
R5, |
|
R6, |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ом |
|
Ом |
|
Ом |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расчет |
Действ.зн. |
|
4,55 |
|
4,55 |
4,55 |
|
220 |
|
150 |
|
150 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эксперимент |
Действ.зн. |
|
5,44 |
|
5,44 |
5,44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С помощью приведенных выше формул, были рассчитаны фазовые сдвиги между током и напряжением на С1, С2, R2, R3. Расчетные и экспериментальные результаты были занесены в таблицу 6.
Таблица 6 – Фазовые сдвиги
|
ФR5 |
ФС1 |
ФR6 |
ФС2 |
|
|
|
|
|
Расчёт |
35 |
54,4 |
56,1 |
33,3 |
|
|
|
|
|
Эксперимент |
34,2 |
55,2 |
55,6 |
33,8 |
|
|
|
|
|
На рисунке 2.8 изображена векторная диаграмма для разветвленной цепи с
элементами R, C.
Рисунок 2.8 – Диаграмма токов и напряжений цепи с C, R элементами На рисунке 2.9 изображена сборка макета в программе.
Рисунок 2.9 – Сборка макета в программе