Требования к оформлению отчета
Федеральное агентство по образованию
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА
Им. И.М.Губкина
И.А.Мелик-Шахназарова
Исследование резонансов напряжений и токов в цепях однофазного синусоидального тока
(на базе системы моделирования электрических цепей Electronics Workbench) (аудитория 318)
Лабораторная работа №4
по дисциплине «Теоретические основы электротехники»
Москва 2009
УДК 621.7
Мелик-Шахназарова И.А. Исследование резонансов напряжений и токов в цепях однофазного синусоидального тока (на базе системы моделирования электрических цепей Electronics Workbench) -М.: РГУ нефти и газа, 2009.
Работа посвящена изучению частотных характеристик токов и напряжений при последовательном и параллельном включении элементов
Лабораторная работа предназначена для студентов факультета АиВТ
Издание подготовлено на кафедре теоретической электротехники и электрификации нефтяной и газовой промышленности.
Рецензент – А.В. Егоров, профессор кафедры ТЭЭП, д.т.н..
© Российский Государственный Университет нефти и газа
им. И.М. Губкина, 2009
Домашнее задание
1. Для схемы, представленной на рис.1, записать формулу для определения резонансной частоты. Определить значение частоты, при которой наступает резонанс напряжений, для параметров схемы, выбранных в соответствии с Таблицей вариантов.
Рис.1
2. Определить значение эквивалентного активного сопротивления, при котором добротность резонансного контура будет критической. Вычислить величину RДОБ,которое необходимо дополнительно включить в цепь, представленную на рис.1, для достижения режима критической добротности.
3. Для схемы, представленной на рис.2, записать формулу для определения резонансной частоты. Вычислить значение частоты, при которой наступит резонанс токов, для параметров, выбранных в соответствии с Таблицей вариантов.
Рис.2
Таблица вариантов
| № стенда | R | C | L |
| Ом | мкФ | мГн | |
| 0,1 | |||
| 0,1 | |||
| 0,1 | |||
| 0,1 | |||
| 0,1 |
Лабораторное задание
Лабораторная работа выполняется в компьютерном классе на базе системы моделирования электрических цепей Electronics Workbench
1. Собрать с помощью системы моделирования электрических цепей Electronics Workbench схему для исследования резонанса напряжений (рис.1). В качестве источника питания используется источник напряжения с переменной частотой и произвольно выбранным напряжением в пределах 50-100 В. Изменяя частоту источника питания от 100 Гц до 10 кГц, исследовать амплитудно-частотные характеристики тока и напряжений на элементах резонансного контура. Данные измерений занести в Таблицу 1.
Методические указания:
· Снятие амплитудно-частотной характеристики следует начать с резонансной частоты, уточненное значение которой определяется опытным путем. Ориентировочное значение резонансной частоты определено в п.1. Домашнего задания.
· Угол сдвига фаз между входным током и напряжением измеряется с помощью осциллографа, как это показано на рис.3. Промежуток времени между начальными значениями кривых (Т1-Т2), измеряемый с помощью подвижных линий, соответствует углу сдвига фаз между кривыми тока и напряжения на входе схемы.
Внимание: при проведении эксперимента осциллограф и одна из точек схемы должны быть обязательно заземлены.
Таблица 1
| Задано | Измерено | |||||||||
| L | C | r | f | UВХ | UR | UC | UK | I |  | |
| мГн | мкФ | Ом | кГц | В | В | B | B | мА | Град | |
| Вычислено | ||||||||
| XC | XL | X | ZВХ | S | P | Q | Q | |
| Ом | Ом | Ом | Ом | мВА | мВт | мВАр | б/р | |
2. Заменить в схеме на рис.1 сопротивление R1 на сопротивление, соответствующее критической добротности. Изменяя частоту генератора от 100 Гц до 10 кГц снять амплитудно-частотную характеристику элементов резонансного контура. Измерения следует начать с резонансной частоты. Данные измерений занести в Таблицу 2.
Таблица 2
| Задано | Измерено | |||||||
| L | rKР | f | U | UC | UL | I | | |
| мГн | Ом | кГц | В | B | B | А | Град | |
3. Собрать схему для исследования резонанса токов (рис.2). Изменяя частоту источника питания от 100 Гц до 10 кГц исследовать амплитудно-частотные характеристики токов в ветвях резонансного контура. Измерения следует начать с резонансной частоты, определенной опытным путем. Данные измерений занести в Таблицу 3.
Методические указания:
· Снятие амплитудно-частотной характеристики следует начать с резонансной частоты, которая определяется опытным путем.
· Угол сдвига фаз между входным током и напряжением измеряется с помощью осциллографа
Таблица 3
| Задано | Измерено | Вычислено | |||||||||||||
| f | U | IL | IC | IВХ | | gВХ | bВХ | yВХ | gL | bC | bL | S | P | Q | |
| кГц | В | А | А | А | Град | Сим | Сим | Сим | Сим | Сим | Сим | ВА | Вт | ВАр | |
Требования к оформлению отчета
1. Произвести необходимые вычисления и заполнить Таблицы 1 и 2, разделы «Вычислено»
2. Построить по результатам измерений (Таблица 1) амплитудно-частотные характеристики для схемы 1 (резонанс напряжений).
3. Построить по результатам измерений (Таблица 2) амплитудно-частотные характеристики для схемы 1 при критической добротности
4. Вычислить значение добротности по результатам Таблицы 1 и сравнить ее с величиной критической добротности
5. Построить по результатам измерений (Таблица 3) амплитудно-частотные характеристики для схемы 2 (резонанс токов)
6. Построить по результатам измерений векторные диаграммы в режиме резонанса напряжений и резонанса токов.
Мелик-Шахназарова Ирена Александровна,
Исследование резонансов напряжений и токов в цепях однофазного синусоидального тока (на базе системы моделирования электрических цепей Electronics Workbench)
(аудитория 318)
Лабораторная работа № 4 по курсу
«Теоретические основы электротехники»
сводный тематический план 2008-2009
Подписано в печать Формат 60х90/16
Объем 0,5 уч.-изд.л. Тираж 100 экз.
Заказ №
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Отдел оперативной полиграфии РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина
117917, Москва, ГСП-1, Ленинский просп., 65