Міністерство науки і освіти України

Міністерство науки і освіти України

Харківський національний університет радіоелектроніки

Кафедра ТАВР

Звіт

з лабораторної роботи

з дисципліни: «Електротехніка і електромеханіка»

Виконала: Прийняв:

ст. гр. АКІТ-13-1 Олександров Ю. М.

Нікітін М.Д.

Харків 2014

2 ДОСЛІДЖЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ЛІНІЙНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ ЗМІННОГО СТРУМУ

2.1 Мета роботи

Метою роботи є теоретичне та експериментальне визначення параметрів пасивних елементів електричних кіл змінного струму. Розрахунок кіл змінного струму при послідовному та паралельному з’єднанні резистора з котушкою індуктивності або конденсатором. Порівняння результатів вимірювань з розрахунковими даними.

Параметри елементів та параметри вхідного сигналу наведені у табл. 2.1

Табл.2.1 – номінали згідно з варіантом №4.

R, Ом	L, мГн	RL, Ом	C, мкФ	F, Гц	Uвх, В
		45,6

2.2 Експериментальні дослідження

Досліджувані електричні кола змінного струму складаються з послідовно з’єднаних джерела сигналу низької частоти, амперметра, ділянки кола з навантаженням та допоміжного резистора R=1 Ом. Як навантаження почергово підключаються окремі пасивні елементи C та L або ділянки кола, в яких ці елементи з’єднані послідовно або паралельно.

Завданням експерименту є вимірювання падіння напруги на навантаженні та кута зсуву фаз між струмом та напругою у колі, при цьому початкова фаза струму приймається нульовою.

Вимірювання діючої напруги на досліджуваних елементах проводиться вольтметром. Вимірювання кута зсуву фаз проводиться за допомогою Bode Plotter при подачі на клеми опорної напруги (з виходу генератора) та сигнальної напруги (з додаткового резистора R).

2.2.1 Дослідження котушки індуктивності

Виконали монтаж схеми (рис. 2.1), підключивши котушку індуктивності та резистор RL (внутрішній опір котушки індуктивності) з номіналами згідно з варіантом та допоміжний резистор =1 Ом.. Провели вимірювання величини Iвх, та за допомогою вольтметра та за допомогою компонента Bode Plotter-XBP1. За допомогою Oscilloscope-XSC1 дослідили форму напруги та зсув фаз між током та напругою. Результати внесли до табл. 2.2.

Рисунок 2.1 – Експериментальна схема для дослідження котушки індуктивності

Таблиця 2.2 – Результати вимірювань при дослідженні котушки індуктивності

Елемент кола	Результати вимірювань
f, Гц	U, В	I, мА	, В	, В	, градусів
L				9,989	0,048	76,989

2.2.2 Дослідження конденсатора

Виконали монтаж схеми (рис. 2.2), підключивши конденсатор із номіналом згідно з варіантом та допоміжний резистор =1 Ом. Провели вимірювання величини Iвх, та за допомогою вольтметра та за допомогою компонента Bode Plotter-XBP1. За допомогою Oscilloscope-XSC1 дослідили форму напруги та зсув фаз між током та напругою. Результати внесли до табл. 2.3.

Рисунок 2.2 – Експериментальна схема для дослідження конденсатора

Таблиця 2.3 – Результати вимірювань при дослідженні конденсатора

Елемент кола	Результати вимірювань
f, Гц	U, В	I, мА	, В	, В	, градусів
С						-89,701

2.4.3 Дослідження послідовного з’єднання котушки індуктивності та резистора

Склали схему (рис. 2.3), підключивши послідовну ділянку кола з котушкою індуктивності L, резистором R_L та резистором R₁ з номіналами згідно з варіантом. Номінал резистора R=1 Ом. Провели вимірювання величини за допомогою вольтметра та за допомогою компонента Bode Plotter-XBP1. За допомогою Oscilloscope-XSC1 дослідили форму напруги та зсув фаз між током та напругою. Результати внесли до табл. 2.4.

Рисунок 2.3 – Експериментальна схема для дослідження послідовного з’єднання резистора та котушки індуктивності

Таблиця 2.4 – Результати вимірювань при дослідженні послідовного з’єднання резистора та котушки індуктивності

Ділянка кола	Результати вимірювань
f, Гц	U, В	I, мА	UL_R, В	, градусів
R,L				8,291	53,894

2.4.4 Дослідження послідовного з’єднання конденсатора та резистора

Склали схему (рис. 2.4), підключивши послідовну ділянку кола з резистором R1 та конденсатором С. Номінал резистора R=1 Ом. Провели вимірювання величини за допомогою вольтметра та за допомогою Bode Plotter-XBP1. За допомогою Oscilloscope-XSC1 дослідили форму напруги та зсув фаз між током та напругою. Результати внесли до табл. 2.5.

Рисунок 2.4 – Експериментальна схема для дослідження
послідовного з’єднання конденсатора та резистора

Таблиця 2.5 – Результати вимірювань при дослідженні послідовного з’єднання резистора та конденсатора

Ділянка кола	Результати вимірювань
f, Гц	U, В	I, мА	UС_R, В	, градусів
R,C				9,98	-63,07

2.4.5 Дослідження паралельного з’єднання котушки індуктивності та резистора

Виконали монтаж схеми (рис. 2.5), зібравши паралельну ділянку кола з котушкою індуктивності L, резистором RL та резистором R1 з номіналами згідно з варіантом. Номінал резистора R=1 Ом. Провели вимірювання величини, за допомогою амперметрів та за допомогою Bode Plotter-XBP1. За допомогою Oscilloscope-XSC1 дослідили форму напруги та зсув фаз між током та напругою. Результати внесли до табл. 2.6.

Рисунок 2.5 – Експериментальна схема для дослідження
паралельного з’єднання котушки індуктивності та резистора

Таблиця 2.6 – Результати вимірювань при дослідженні паралельного з’єднання котушки індуктивності та резистора

Ділянка кола	Результати вимірювань
f, Гц	U, В	Iвх, мА	IL, мА	IR, мА	, градусів
R4, L4						22,864

2.4.6 Дослідження паралельного з’єднання конденсатора та резистора

Виконали монтаж схеми (рис. 2.6), зібравши паралельну ділянку кола з котушкою індуктивності L, резистором RL та резистором R1 з номіналами згідно з варіантом. Номінал резистора R=1 Ом. Провели вимірювання величини, за допомогою амперметрів та за допомогою Bode Plotter-XBP1. За допомогою Oscilloscope-XSC1 дослідили форму напруги та зсув фаз між током та напругою. Результати внесли до табл. 2.7.

Рисунок 2.6 – Експериментальна схема для дослідження паралельного з’єднання конденсатора та резистора

Таблиця 2.7 – Результати вимірювань при дослідженні паралельного з’єднання конденсатора та резистора

Ділянка кола	Результати вимірювань
f, Гц	U, В	Iвх, мА	IС, мА	IR, мА	, градусів
R, С						-26,4

2.4.7 Побудуємо векторні діаграми:

2.4.7.1 Дослідження котушки індуктивності на рис.2.7.

Рисунок 2.7 – Векторна діаграма котушки індуктивності

2.4.7.2 Дослідження конденсатора на рис.2.8.

Рисунок 2.8– Векторна діаграма конденсатора

2.4.7.3Дослідження послідовного з’єднання котушки індуктивності та резистора на рис.2.9.

Рисунок 2.9 – Векторна діаграма послідовного з’єднання котушки індуктивності та резистора

2.4.7.4 Дослідження послідовного з’єднання конденсатора та резистора на рис.2.10.

Рисунок 2.10 – Векторна діаграма послідовного з’єднання конденсатора та резистора

2.4.7.5 Дослідження паралельного з’єднання котушки індуктивності та резистора на рис.2.11

Рисунок 2.11 – Векторна діаграма паралельного з’єднання котушки індуктивності та резистора

2.4.7.6 Дослідження паралельного з’єднання конденсатора та резистора на рис.2.12

Рисунок 2.12 – Векторна діаграма паралельного з’єднання конденсатора та резистора

2.5 Розрахунок результатів експериментів

2.5.1 За результатами експерименту (п2.2.1) розрахувати параметри пасивних елементів ланцюга, використовуючи дані експерименту.Враховувати, що ω = 2πf.

Х_L= 200,96

Z_L=

I =

U_L = I * X_L = 48,5275 * 200,96= 9,7521 В

U_R= I*R=0.0485 В

2.5.2 За результатами експерименту (п2.2.2)

X_C = 6

I=0.05 А

U_C= I * X _C=0.05*199.04586=9.9523В

U_R=I*R=0.05В

-89.71215

2.5.3 За результатами експерименту (п2.2.3).Враховувати, що ω = 2πf.

Z_RLпосл= =

I =

U_L= I*Z_L =0.0403* =8,3045658

2.5.4 За результатами експерименту (п2.2.4).Враховувати, що ω = 2πf.

Z_{RC посл}=

I=

U_RC=I*R=0.044893*222.75266=10 В

2.5.5 За результатами експерименту (п2.2.5).Враховувати, що ω = 2πf.

g=

b=

I_L=U*b=10*0.00473245=0.0473245А

I_R=U*G=0.1А

Y=

2.5.6 За результатами експерименту (п2.2.6).Враховувати, що ω = 2πf.

b_c=

g_R=

I_C=U*b_C=10*0,005024=0.05024 А

I_R=U*g_R=10*0.01=0.1АI_RC=

=0.012043 Cм

2.6 Висновки

Під час виконання лабораторної роботи ми теоретично та експериментально визначили параметри пасивних елементів електричних кіл змінного струму. Розрахували кола змінного струму при послідовному та паралельному з’єднанні резистора з котушкою індуктивності або конденсатором. Результатів вимірювань приблизно збігаються з розрахунковими даними.

Дата добавления: 2015-08-29