Выполнение работы на лабораторном стенде «ТЭЦ и ОЭ» НМР

Перечень используемых минимодулей:

1. В данной лабораторной работе используются следующие элементы (минимодули):

Резистор R1-47 Ом

Конденсатор -20мкФ

Дроссель-2

Источники питания:

- источник трехфазного напряжения -7В, 150мА

- функциональный генератор – 0,5 Гц-1МГц; 8В

Измерительные приборы:

мультимерт -2

2. Порядок выполнения работы

2.1.Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль питания, модуль мультиметров, набор минимодулей, наборное поле) в методическом пособии к проведению лабораторной работы: «Исследование сложной электрической цепи постоянного тока».

2.2. Собрать электрическую цепь с последовательным соединением элементов, установив миимодули резистора, конденсатора и дросселя L1 или L2, используемых в качестве индуктивного потребителя Zk (рис.9)

Рис.9

Подключить собранную цепь (клеммы «Д-выход» функционального питания). Один мультиметр использовать в качестве амперметра, а второй – в качестве вольтметра (режим АС).

3. Включить питание стенда (выключатель QF1) источник переменного напряжения и мультиметры. Изменяя величину частоты переменного синусоидального напряжения, добиться наибольшего показания амперметра, т.е. обеспечить состояние цепи близкое к резонансу напряжений.

Уменьшая и увеличивая величину частоты переменного напряжения (от резонансного значения частоты) провести измерения указанных в таблице величин для возможных величин частоты синусоидального напряжения. Результаты измерений занести в таблицу 1.

Таблица 1

№ п/п	f	U	UR	UL	UC	I	P
Гц	В	В	В	В	мА	Вт

4. Включить в собранную цепь батарею конденсаторов емкость при резонансе напряжений сравнить с подключенной в пункте 3.

5. По результатам измерений п.3 найдите сопротивления элементов цепи, напряжения на элементах, мощность и . Результаты занесите в таблицу 2.

Таблица 2

x	z		S	P	Q
							UI
Ом	Ом		ВА	Вт	ВАр

Таблица 2 (продолжение)

Ia		Y	G	B
Ug		UB
мА	мА	См	См	См

Выполнение лабораторной работы на стенде 17Д-03.

В работе используются:

резистор – R=51 Ом;

конденсатор – С=0,1 мкФ

катушка индуктивности – L=0,4 мГн

Источник питания – генератор сигналов ГС;

Измерительные приборы:

АВ2-МВА;

«Изм. Ч» -

«Изм. М» - с

Панель 6 - №5

Порядок выполнения работы

1. Подсчитайте резонансную частоту.

.

2. Установите панель №5 и соберите схему, для чего вставьте в гнезда резистор R=51 Ом, конденсатор С=0,1мкФ и индуктивность L.

3. Подключите источник сигнала ГС (путем соединения гнезда ГС и X₁ c X₂) и закоротите гнезда X₄-X₇.

4. Установите тумблеры fx/frc, «Изм. Ч», прибор АВ2/МВА в нижнее положение.

5. Подключите прибор «Изм. Ч», «Изм. М» путем соединения гнезд X₈ c P₁; X₁₀ с P₂ и X₉ с .

6. Переключатель «Диапазон», блока ГС установите на 100 кГц, род работы и длительность на 1:1, поверните по часовой стрелке ручку «Частота» до упора, а «Амплитуда» - до середины.

7. Подсоедините свободные проводники к прибору АВ2/МВА и в дальнейшем изменяя его шкалу переключателем диапазона используйте этот прибор для измерений напряжения и тока.

8. На блоке БП установите в верхнее положение тумблера ГС, МВА, «Изм. Ч» и включите стенд.

9. Установите ручкой «Частота» частоту резонанса. Подсоедините прибор МВА к гнездам X₁ и X₇, включите тумблер и измерьте напряжение на входе исследуемой схемы.

10. Переключите прибор «Изм. Ч» на «Изм. М» путем выключения тумблеров и переключателя «Изм. Ч» поставьте переключатель на блоке ИСНЧ в положение «Изм. Мощности».

11. Измерьте мощность. Подстраивая ручку «Частота» добейтесь максимального показания измерителя мощности. Подключите прибор МВА к гнездам «3-4», Измерьте напряжение на емкости. Поочередно включайте между точками 3 и 4 другие элементы, измерьте напряжение на индуктивности и резисторе.

12. Переключите прибор МВА на диапазон измерения тока 100 мА. Подсоедините его вместо перемычки к гнездам X₄-X₇ и измерьте ток. Поворотом ручки частота убедитесь еще раз что в цепи резонанс напряжения.

13. Закоротите гнезда X₄-X₇ и подсоедините прибор МВА к гнездам X₁-X₂ предварительно поставив переключатель на диапазон измерения напряжения.

14. Выключите тумблер «Изм. М» и включите «Изм. Ч» с переключением измеряемого диапазона на измерение частоты.

15. Вращением ручки «Частота» установите следующую частоту. Вращением ручки «Амплитуда» сохраните напряжения на входе исследуемой схемы неизменными. Проделайте измерения для двух частот до резонанса и двух частот после резонанса. Результаты занесите в таблицу 3.

Таблица 3

№ п/п	f	U	Ux	UR	I	P	Примечание
	кГц	В	В	В	мА	МВт
		2,2
		2,5

По результатам таблицы 3 проведите расчет параметров приведенных в таблице 4 и заполните ее.

Таблица 4

x	z		S	P	Q
							UI
Ом	Ом		ВА	Вт	ВАр

Таблица 4 (продолжение)

Ia		Y	G	B
Ug		UB
мА	мА	См	См	См

Содержание отчета.

В отчете следует указать: название, цель работы, схему, параметры элементов и произвести расчет резонансной частоты, волнового сопротивления, добротности и коэффициента затухания. Привести заполненные таблицы 3 и 4.

По данным таблицы 4:

Для работ выполненных на лабораторных стендах «ТЭЦ и ОЭ» или 17Д-03 построить графики изменений сопротивлений R, X_L, X_C, Z от частоты.

На старом рисунке построить совмещенные графики изменений тока, напряжений активном сопротивлении, на индуктивности и емкости, построенные по опытным данным и расчетным данным при изменении частоты.

На третьем рисунке построить графики изменений активной, реактивной, полной мощности и в зависимости от частоты.

Контрольные вопросы:

1. Что такое активная, реактивная и полная мощности в цепи переменного тока?

2. Что такое «коэффициент мощности»?

3. Написать формулы для расчета падений напряжений на активном сопротивлении, индуктивности и емкости?

4. При каких условиях наступает резонанс напряжений?

5. Чему равен при резонансе?

6. Чему равны реактивные сопротивления цепи и реактивная мощность цепи при резонансе?

7. В каком случае исследуемая цепь будет носить активно-индуктивный и в каком активно - емкостной характер?

Литература:

1. В.А. Кузовкин. Теоретическая электроника.: Учебник. - М.: Логос, 2002. - 480 с.: ил.

2. В.П. Попов. Основы теории цепей. 5-е издание стереот.- М. Высшая школа.2005.

3. М.В. Немцов. Электротехника и электроника. Учебник для вузов. М.: Издательство МЭИ, 2003.

4. Г.В. Зевеке и др. «Основы теории цепей». Учебник для электротехнических и энергетических вузов. – 3-е изд. – М.: Энергия, - 1975. – 444 с.: ил.