| Общая информация » Каталог студенческих работ » ТЕХНИЧЕСКИЕ ДИСЦИПЛИНЫ » Электротехника, электроэнергетика и электроника |
| 30.01.2026, 11:28 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ Цель практикума Целью лабораторного практикума является приобретение навыков сборки и испытания электрических цепей на экране персонального компьютера с помощью пакета ASIMEC. Этот пакет содержит необходимые инструменты для создания графических образов схем, их моделирования и визуализации результатов. По каждой работе выполняется отчет, который оформляется аналогично изложенному в п. 4.3. Выбор варианта лабораторных работ осуществляется по общим правилам с использованием следующей формулы: V = (N × K) div 100, где V – искомый номер варианта, N – общее количество вариантов, div – целочисленное деление, при V = 0 выбирается максимальный вариант, K – код варианта.
Лабораторная работа № 1 «Экспериментальная проверка токораспределения в разветвленных цепях постоянного тока» Структура отчета по лабораторной работе: – титульный лист; – основная часть; – список использованных источников. 1 Рассчитать токи всех ветвей цепи методом контурных токов. Для расчетов используется схема на рис. 48. Параметры элементов приведены в таблице В.1 (приложение В).
Рис. 48 Для упрощения работы по расчету цепи ниже приведена система уравнений с учетом обозначений, принятых на рис. 48.
2 Определить токи всех ветвей экспериментально. Для проведения эксперимента собрать цепь (см. рис. 48), включив в каждую ветвь по амперметру. Полярность подключения амперметров должна соответствовать разметке токов на схеме. Внутреннее сопротивление амперметров следует установить минимально возможным. Результаты измерения и расчета токов занести в табл. 5.1. Таблица 5.1
3 Проверить экспериментально метод наложения. Согласно методу наложения ток в любой ветви электрической цепи равен алгебраической сумме частотных токов этой ветви. Поэтому для выполнения настоящего пункта программы требуется использовать три частичные схемы (по количеству источников в исследуемой цепи), которые приведены на рис. 49. Практически для выполнения этого пункта программы целесообразно использовать ранее собранную цепь с амперметрами, исключая поочередно по два источника и заменяя их перемычками.
Рис. 49 Результаты измерений частичных токов занести в табл. 5.2. Таблица 5.2
В предпоследней строке таблицы должны быть представлены алгебраические суммы частичных токов ветвей, в последней – результаты расчетов из п. 5.3.1.
4 Проверить экспериментально выполнение второго закона Кирхгофа. Согласно второму закона Кирхгофа в любом замкнутом контуре алгебраическая сумма ЭДС источников равна алгебраической сумме напряжений на нагрузках. Для проведения эксперимента следует использовать контур из схемы на рис. 48, в котором направлен контурный ток I22 . Измерения напряжений производить с помощью вольтметров, подключив их параллельно с нагрузками R2 , R3 , R4 . Внутренние сопротивления вольтметров выставить максимально возможными. Полярность напряжений на нагрузках должна быть принята такой же, как и направления токов через нагрузки. Это следует учитывать при подключении выводов вольтметров. Результаты измерений занести в табл. 5.3. Таблица 5.3
5 Рассчитать потенциалы узлов. Если узел 3 (см. рис. 48) заземлить, то неизвестными будут потенциалы двух узлов: первого и второго. Составленная по методу узловых потенциалов система уравнений относительно указанных неизвестных приведена ниже:
Подставив в систему уравнений численные значения величин, найти потенциалы узлов 1 и 2.
6 Определить потенциалы узлов экспериментально. Подключив в схеме на рис. 48 вольтметры между узлами 1 и 3, 2 и 3, замерить потенциалы узлов 1 и 2 относительно узла 3. Сравнить результаты с расчетами.
7 Проверить возможность замены треугольника сопротивлений эквивалентной звездой. Исходная схема цепи с треугольником сопротивлений R2, R3, R4 относительно узлов а, b, с приведена на рис. 50. Параметры элементов заданы в таблице В.2 (приложение В).
Рис. 50 Схема цепи с эквивалентной звездой представлена на рис. 51. Параметры элементов эквивалентной звезды рассчитываются по формулам:
Рис. 51 Смысл эквивалентности заключается в том, что токораспределение в остальной части цепи (вне штриховой рамки) не изменяется. Собрать схему по рис. 50, включив последовательно с резисторами R1, R5, R6 амперметры и замерить токи I1, I5, I6. Рассчитать сопротивления эквивалентной звезды R7, R8, R9, включить их вместо резисторов R2, R3, R4 относительно точек а, b, с. В получившейся схеме (см. рис. 51) замерить токи I1, I5, I6. Результаты замеров токов занести в табл. 5.4. Таблица 5.4
8 Проверить возможность замены звезды сопротивлений эквивалентным треугольником. Исходная схема цепи со звездой сопротивлений R7, R8, R9 приведена на рис. 51. Параметры элементов заданы в таблице В.3 (приложение В). Схема цепи с эквивалентным треугольником представлена на рис. 50. Параметры элементов эквивалентного треугольника рассчитываются по формулам:
Собрать схему по рис. 51, включив последовательно с резисторами R1, R5, R6 амперметры, и замерить токи I1, I5, I6 (параметры элементов из предыдущего пункта программы работы к настоящему пункту отношения не имеют!). Рассчитать сопротивления эквивалентного треугольника R2, R3, R4, включить их вместо резисторов R7, R8, R9 относительно точек а, b, с. В получившейся схеме (см. рис. 50) замерить токи I1, I5, I6. Результаты замеров токов занести в табл. 5.5. Таблица 5.5
9 Сделать выводы по результатам всех проведенных экспериментов.
Лабораторная работа № 2 «Исследование цепей на переменном синусоидальном токе» 1 Собрать цепь согласно рис. 52 с параметрами из таблице Г.1 (четные варианты) или Г.2 (нечетные варианты) (приложение Г), включив в каждую ветвь по амперметру и параллельно каждому элементу – по вольтметру.
Рис. 52 Измерить с помощью амперметров и вольтметров действующие (эффективные) значения токов и напряжений. Измерить с помощью осциллографа амплитуды напряжений на всех элементах и фазовые сдвиги между синусоидами напряжений на активных и реактивных элементах (на R2 и X1 , на R3 и X 2 ). Например, для измерений напряжений и фазового сдвига в ветви с элементами R2 и X1 следует собрать схему согласно рис. 53. Для измерений в ветви с элементами R3 и X 2 общую точку входов А и В осциллографа следует переключить к соединению между этими элементами.
Рис. 53 Рассчитать все токи и напряжения. Расчетные и экспериментальные данные занести в табл. 5.6. Таблица 5.6
Сравнить полученные результаты и сделать выводы. Построить векторную диаграмму токов и напряжений (указать масштабы для токов и напряжений). 2 Исследовать процессы в последовательном резонансном контуре, схема которого приведена на рис. 54.
Рис. 54 Параметры элементов цепи в соответствии с индивидуальным вариантом представлены в таблице Г.3 (приложение Г). В лабораторной работе необходимо выполнить следующее задание: 1) рассчитать резонансную частоту f 0 , частоты, соответствующие границам полосы пропускания, характеристическое сопротивление r и добротность Q последовательного резонансного контура; 2) собрать схему согласно рис. 47 и с помощью плоттера получить АЧХ (либо ЛАЧХ). Плоттер должен быть настроен таким образом, чтобы почти во весь экран располагалась часть характеристики, соответствующая полосе пропускания. Замерить резонансную частоту и частоты, соответствующие границам полосы пропускания, определить ширину полосы пропускания. В отчете привести характеристику и на ней показать производимые измерения; 3) получить ФЧХ, замерить фазовый сдвиг на резонансной частоте и на нижней и верхней границах полосы пропускания. Привести в отчете характеристики и показать измерения; 4) собрать схему на рис. 55 и замерить с помощью вольтметров напряжения на конденсаторе и дросселе при частоте, равной резонансной. При этой частоте определить напряжение на реактивных элементах расчетным путем. Сравнить результаты эксперимента и расчета; 5) уменьшить в два раза сопротивление резистора и выполнить пункты 1–4 задания; 6) вернуть исходное значение сопротивления резистора, уменьшить в два раза емкость конденсатора и выполнить пункты 1–4 задания;
Рис. 55 7) вернуть исходное значение емкости конденсатора, уменьшить в два раза индуктивность дросселя и выполнить пункты 1–4 задания; 8) оценить зависимость ширины полосы пропускания от добротности, сделать выводы по результатам работы в целом.
ПРИЛОЖЕНИЕ В (обязательное) Варианты заданий для лабораторной работы № 1 Таблица В.1 – Исходные данные к лабораторной работе № 1
Таблица В.2 – Исходные данные к лабораторной работе № 1
Таблица В.3 – Исходные данные к лабораторной работе № 1
ПРИЛОЖЕНИЕ Г (обязательное) Варианты заданий для лабораторной работы № 2 Таблица Г.1 – Исходные данные к лабораторной работе № 2 (четные варианты)
Таблица Г.2 – Исходные данные к лабораторной работе № 2 (нечетные варианты)
Таблица Г.3 – Исходные данные к лабораторной работе № 2
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
