6. Отчет по работе должен содержать

6.1. Схему исследуемой цепи.

6.2. Систему уравнений по МЗК.

6.3. Систему контурных уравнений по МКТ и формулы для определения токов в ветвях схемы.

6.4. Систему узловых уравнений по методу МУП и формулы законов Ома для расчета токов в ветвях схемы.

6.5. Таблицы расчетных величин (табл. 1 и табл. 2).

6.6. Уравнение баланса мощностей.

6.7. Ответы на контрольные вопросы.

7. Варианты задания параметров

Таблица 3

Номер варианта	1	2	3	4	5	6	7	8
E1, В	5,0	5,5	6,0	6,5	7,0	7,5	8,0	8,5
E2, В	9,0	8,5	8,0	7,5	7,0	6,5	6,0	5,5

Лабораторная работа №3А

Исследование линейной электрической цепи при гармоническом

воздействии

1. Задание на работу

1.1. При подготовке к работе изучить: [2, с. 67 - 81], [4, с. 9 - 21].

1.2. Изучение цепи при последовательном соединении R, L, C- элементов. Определение действующих и мгновенных значений токов и напряжений.

1.3. Определение начальной фазы и угла сдвига фаз токов и напряжений на элементах схемы.

1.4. Определение мгновенной мощности на нагрузке.

1.5. Построение топографических векторных диаграмм.

2. Методические указания

2.1. Величина действующего тока при последовательном соединении R, L, C- элементов (рис. 1) определяется по закону Ома какI = U/Z_э.

Здесь U- действующее напряжение входного сигнала;Z_э- величина общего сопротивления двухполюсника, определяемое как; гдеR_э- эквивалентное резистивное сопротивление цепиR_э=∑ R_i;Х_э- эквивалентное реактивное сопротивление цепи при некотором значении угловой частоты=2f, равное при последовательном соединении элементов алгебраической сумме реактивных сопротивлений

, гдеX_L= L, X_C =1/(C).

2.2. Мгновенные значения тока и напряжения записываются как

i(t) = I_msin(t+_i), u(t)=U_msin(t+_u), где I_m=I , U_m=U.

Угол сдвига фаз _вх=_u-_iмежду напряжением и током на входе цепи определяется как_вх=arctg((X_L-X_C)/R), где_u, _i - начальные фазы напряжения и тока соответственно.

3. Контрольные вопросы

3.1. Что характеризует начальная фаза синусоидальной величины?

3.2. Что такое действующее значение тока?

3.3. На каком элементе напряжение:

а) опережает ток на /2;

б) отстает от тока на /2.

4. Схема компонентной цепи

Схема компонентной цепи для проведения эксперимента (рис. 2) собрана на макетной плате (рис. 3).

Рис. 2.

Рис. 3.

Измерительная панель приборов со схемой представлена на рис 4.

5. Порядок проведения работы

5.1. Подготовить NI Elvis II к проведению лабораторной работы и подключить измерительную панель (рис. 4), ознакомиться с работой универсального прибора (п.3.2 «РП NI ELVIS II»).

5.2. Величину параметров f, E_mвзять из табл. 3 (вариант указывает преподаватель) и установить ручками панели управления NI ELVIS II или клавиатурой. Для коммутации элементовR1,L1иC1 следует использовать ключиK1,K2иK3.

5.3. Убедиться в нормальном функционировании измерительных приборов. Провести следующие измерения и вычисления:

а) Для измерения значения тока в цепи использовать показания вольтметра V1 и значение резистораR1. Величину тока вычислить по закону Ома.

Рис. 4.

б) Для измерения значения напряжений U_LиU_Cиспользовать вольтметрыV2,V3.

5.4. Замерить действующие значения тока Iи напряжений U_R, U_C, U_L. Данные эксперимента занести в табл. 1.

5.5. Рассчитать значения переменных из предыдущего пункта и внести в табл. 1.

Таблица 1

Тип исследования	Переменные цепи
	I	UR	UL	UC	Z
	А	В	В	В	Ом
Эксперимент
Расчет

5.6. Поосциллограмме посмотреть зависимости I, U_R, U_C, U_L как функции от времени и сдвиг фаз между ними, подключив поочередно каналы 1 и 2 осциллографа к R1 и L1, L1 и C1.

5.7. Приняв начальную фазу входного напряжения _eравной нулю, рассчитать начальные фазы тока и напряжений, а также угол сдвига фаз_вхмежду входным напряжением и током и внести в табл. 2. Значения углов рассчитать в градусах.

Таблица 2

	e	i	uR	uL	uC	вх
Расчет

5.8. Построить топографическую диаграмму напряжений в цепи.