Протокол измерений к лабораторной работе № 11 «Исследование линейной электрической цепи несинусоидального периодического тока»
Принципиальная схема исследуемой цепи приведена на рисунке 1.
Параметры элементов цепи: С = ____ мкФ; L = _____ мГн; Rk =____ Ом, R = 10 Ом.
Амплитуда напряжения прямоугольной формы равна действующему значению
Um = U = 7 В.
Действующие значения напряжения гармоник синусоидальной формы сигнала при
Um = 7:
=_____
В;
=______
В;
=________
В.
Таблица 1П
Эксперимент |
U , В |
I, мА |
UC, В |
P, Вт |
, град. |
Опыт 1 |
|||||
Несинусоидальное напряжение u(t) |
7 |
|
|
|
-- |
Опыт 2 |
|||||
Синусоидальное напряжение u1(t) |
|
|
|
|
|
Синусоидальное напряжение u3(t) |
|
|
|
|
|
Синусоидальное напряжение u5(t) |
|
|
|
|
|
По данным опыта 2:
ток
=
______ А;
напряжение
=
______ В;
мощность
=
______ Вт.
Работу выполнил: __________________________________
Работу проверил: ___________________________________
3. Содержание отчета
1. Нарисовать принципиальную схему электрической цепи. Перенести данные из протокола измерений.
2. Рассчитать коэффициенты искажения
=
_____ ;
=
_____;
и коэффициент
мощности
= ______.
3. По данным опыта 2 записать мгновенные значения входного напряжения, тока и напряжения на конденсаторе как суммы первой и высших гармоник в общем виде и численно.
4. Рассчитать методом наложения мгновенные и действующие значения тока и напряжения на конденсаторе, а также активную мощность. Расчет выполнить символическим методом (в комплексной форме для правильного учета фазовых сдвигов) для 1-й и 3-й гармоник. Результаты расчета представить в таблице 2 и сравнить с экспериментом.
Таблица 2
Эксперимент (данные из табл. 1) |
Расчет |
||||||
U, В |
I, мА |
UC, В |
P, Вт |
U, В |
I, мА |
UC, В |
P, Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Нарисовать
зависимости
и
при изменении t
от 0 до 2.
На этом же рисунке показать экспериментальные зависимости i(t) и uС(t) с учетом масштабов данных с кальки экспериментальных зависимостей uR(t) и uС(t).
6. Сформулировать и записать выводы о применимости метода наложения для расчета цепей несинусоидального тока. Объяснить причины искажения формы сигнала.
4. Контрольные вопросы
Как влияет номер гармоники на сопротивления реактивных элементов цепи несинусоидального тока.
В каких случаях происходит искажение формы тока (напряжения) в линейной электрической цепи. Почему?
Объясните суть использования разложения Фурье для расчета цепи несинусоидального тока.
Дайте описание метода эквивалентных синусоид для расчета цепей с несинусоидальными токами (напряжениями).