Исследование нагрузочных характеристик генератора с резистивным внутренним сопротивлением
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Федеральное государственное образовательное бюджетное
Учреждение высшего профессионального образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
им. проф. М. А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»
_____________________________________________________________
Н. К. Логвинова, Н. И. Голубенко
ТЕОРИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
Лабораторный практикум
Часть 1
Санкт-Петербург
УДК 621.3.011.7(076)
ББК 32.88-01я73
Л69
Рецензент
доцент кафедры ТЭЦ СПбГУТ им. М. А. Бонч-Бруевича
В. Я. Павлов
Рекомендовано к печати редакционно-издательским советом СПбГУТ
| Логвинова, Н. К. | |
| Л69 | Теория электрических цепей : лабораторный практикум. Часть 1 / Н. К. Логвинова, Н. И. Голубенко; СПбГУТ. – СПб., 2014. – 36 с. Приведены задания для самостоятельной подготовки к лабораторным работам, проведения экспериментального исследования и анализа электрических цепей в компьютерном классе, порядок работы с приборами, указания по подготовке к защите и контрольные вопросы для самопроверки. Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям: 10.03.01, 12.03.03, 11.03.04, 11.03.01, 11.03.02, 11.03.03, 15.03.04, 27.03.01, 09.03.01; и при подготовке специалистов по специальности 210701. |
УДК 621.3.011.7(076)
ББК 32.88-01я73
© Логвинова Н. И., Голубенко Н. И., 2014
© Федеральное государственное образовательное
бюджетное учреждение высшего профессионального
образования «Санкт-Петербургский государственный
университет телекоммуникаций
| |
Содержание
| ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................... | |
| Лабораторная работа 1 ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРУЗОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕНЕРАТОРА С РЕЗИСТИВНЫМ ВНУТРЕННИМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ................................................................................. | |
| Лабораторная работа 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНОЙ РЕЗИСТИВНОЙ ЦЕПИ. МЕТОД НАЛОЖЕНИЯ............................................................................... | |
| Лабораторная работа 3 ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМА ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ RC-КОНТУРЕ.............................................. | |
| Лабораторная работа 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК RC И RL ЦЕПЕЙ.......................................................................................................... | |
| Лабораторная работа 5 КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РАЗВЕТВЛЕННЫХ RC И RL ЦЕПЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММЫ FASTMEAN........................................................................ | |
| Лабораторная работа 6 КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММЫ FASTMEAN............................. | |
| Лабораторная работа 7 КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОННОГО АНАЛОГА КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММЫ FASTMEAN ............................ | |
| Лабораторная работа 8 АНАЛИЗ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПАРАЛЛЕЛЬНОГО КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА............................................................... | |
| ПРИЛОЖЕНИЕ Краткая инструкция использования программы FASTMEAN для расчета электрических цепей............................................................... | |
| СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................... |
введение
Предназначено для студентов, обучающихся по дисциплинам «Теория электрических цепей» и «Электротехника и электроника», и подготовлено в соответствии с действующей программой.
Выполнение лабораторных работ складывается из следующих этапов: самостоятельная подготовка к работе, работа в экспериментальной лаборатории или моделирование и анализ электрических цепей на персональных компьютерах (ПК), оформление отчета, анализ результатов и защита лабораторной работы.
При подготовке к работе студент должен изучить соответствующий теоретический материал, выполнить предварительный расчет по заданным исходным данным, построить необходимые графики, заготовить таблицы для результатов измерений. Номер варианта соответствует номеру учебного экспериментального стола в лаборатории.
В начале занятий преподаватель проверяет подготовку студентов к работе и дает разрешение на ее выполнение. Студенты, не изучившие теорию или не проделавшие предварительных расчетов, к выполнению работы не допускаются.
По окончании эксперимента необходимо, не разбирая цепи, предъявить преподавателю результаты измерений. Закончив работу, студенты должны разобрать электрическую цепь, выключить приборы и привести в порядок рабочее место.
По окончании работ в компьютерном классе студенты предъявляют преподавателю рассчитанные на ПК графики.
К следующему занятию студент должен оформить отчет по выполненной работе и подготовиться к ее защите.
Отчет по лабораторной работе должен содержать: название работы, схемы измерения с указанием используемых приборов, расчетные формулы, таблицы результатов расчетов и измерений, расчетные и экспериментальные кривые и выводы по работе.
При подготовке к защите студент должен уметь объяснить и оценить полученные в работе результаты, уметь отвечать на контрольные вопросы и решать типовые задачи по теме лабораторной работы.
Лабораторная работа 1
исследование нагрузочных характеристик генератора с резистивным внутренним сопротивлением
Задание на самостоятельную подготовку
1.1. Изучите свойства генератора тока (рис. 1.1,а), генератора напряжения (рис. 1.1,б) и условия их эквивалентности.
а) б)
Рис. 1.1
1.2. Для генератора, схема замещения которого представлена на рис. 1.2, рассчитайте нагрузочные характеристики напряжения UН, тока IН и мощности PН в зависимости от величины резистивного сопротивления нагрузки RН.
Рис. 1.2
Расчет выполните в относительных единицах:
; 
; 
,
где UХХ – напряжение холостого хода, IКЗ – ток короткого замыкания соответственно на разомкнутых и короткозамкнутых зажимах генератора,
x = RН/Ri, Ri U0 – соответственно внутреннее сопротивление и задающее напряжение генератора.
Значения x следует принять равными 0,03; 0,125; 0,5; 1; 2; 8; 32. Результаты расчетов занести в табл. 1.1.
Рассчитанные зависимости оформите в виде графиков, на которых по оси абсцисс отложена величина x в логарифмическом масштабе (lg x).
Таблица 1.1
| x | 0,03 | 0,125 | 0,5 | ||||
| lg x | |||||||
| UН/UХХ | |||||||
| IН/IКЗ | |||||||
| PН/PНмакс |
Задание для экспериментальной работы
2.1. Измерьте напряжения холостого хода (рис. 1.3,а), токи короткого замыкания (рис. 1.3,б) и рассчитайте внутренние сопротивления обоих генераторов, входящих в состав макета рабочей стойки, по формуле
Ri = UХХ/IКЗ.
а) б)
Рис. 1.3
Для генератора тока (рис. 1.1,а) IКЗ = I0, для генератора напряжения (рис. 1.1,б) UХХ = U0.
2.2. Измерьте нагрузочные характеристики по напряжению UН = f1(RН) и по току IН = f2(RН). Для нечетных номеров стоек исследуется генератор тока (рис. 1.1,а), для четных – генератор напряжения (рис. 1.1,б).
Для измерения характеристик:
- в лаборатории (а. 314) соберите поочередно схемы с прибором В7-20, представленные на рис. 1.4;
а) б)
Рис. 1.4
- в лаборатории (а. 316) соберите схему с вольтметром и миллиамперметром, представленную на рис. 1.5.
Рис. 1.5
Измерьте UН и IН для значений RН, приведенных в табл. 1.2. Результаты измерений занесите в табл. 1.2.
Таблица 1.2
| UХХ1 = | IКЗ1 = | Ri1 = | ||||||||||
| UХХ2 = | IКЗ2 = | Ri2 = | ||||||||||
| RН, Ом | 1,6к | 3,2к | ||||||||||
| Измерить | UН, В | |||||||||||
| IН, мА | ||||||||||||
| Рассчитать по результатам измерений | UН/UХХ | |||||||||||
| IН/IКЗ | ||||||||||||
| PН = UН×IН, мВт | ||||||||||||
| PН/PН макс | ||||||||||||
| Вычислить | lg(RН/Ri) |
2.3. Порядок работы с прибором В7-20.
2.3.1. В цепи, схема которой представлена на рис. 1.4,а, когда прибор В7-20 используется в качестве вольтметра, переключатель «Род работы» установите в положение «V». Переключатель «Предел» установите в положение «10», при этом прибор может измерять напряжения от 0 до 10 В. Шнур прибора подключите к клеммам «0» и «1–10». Тумблером «Сеть» включите напряжение питания. При высвечивании на индикаторе индекса «П» (перегрузка) провод с клеммы «1–10» перенесите на клемму «100»,
а переключатель «Предел» переведите в положение «100».
2.3.2. В цепи, схема которой представлена на рис. 1.4,б, когда прибор В7-20 используется в качестве миллиамперметра, переключатель «Род работы» установите в положение «мА». Переключатель «Предел» установите в положение «1000», при этом прибор может изменять токи от 0 до 1000 мА. Шнур прибора подключите к клеммам «0» и «IR».