ТЭЦ Лаба: Исследование ЛЭЦ с периодическими несинусоидальными ...

Дисциплина: Теория электрических цепей

ВУЗ: Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Специальность: Автоматизированные системы обработки информации

Проверил: С.В. Батюков

Вариант № 4

Лабораторная работа № 3 на тему:

Исследование линейной электрической цепи с периодическими несинусоидальными ЭДС

Цель работы:
Экспериментальная проверка расчета линейных электрических цепей при периодических воздействиях несинусоидальной формы.

Основные теоретические положения

В большинстве практических случаев форма периодических токов и напряжений в той или иной мере отличается от синусоидальной.

Источниками несинусоидальных напряжений могут быть различные генераторы несинусоидальных колебаний (например генераторы прямоугольных колебаний) или цепи, питающиеся от синусоидальных ЭДС и содержащие безынерционные нелинейные элементы (катушки индуктивности с ферромагнитными сердечниками, выпрямители, нелинейные конденсаторы и т. д.).

Расчет линейной цепи, к которой подводится несинусоидальное напряжение, производится методом наложения. Для этого периодическую несинусоидальную ЭДС представляют в виде последовательного соединения нескольких ЭДС кратных частот. Амплитудные значения и начальные фазы ЭДС определяются путем разложения несинусоидальной функции в тригонометрический ряд Фурье. Далее определяют ток от каждой гармонической составляющей ЭДС и, суммируя мгновенные значения токов гармоник, получают искомый ток, записанный в виде ряда Фурье.

Домашнее задание

1. Провести согласно варианту расчет заданной схемы при действии на ее входе несинусоидального напряжения, разложение в ряд Фурье.
В результате расчета:
а) определить постоянную составляющую, амплитуды и начальные фазы гармоник, получить выражение тока неразветвленной части цепи;
б) построить в одних и тех же координатах графики входного напряжения u(t) и тока i(t);
в) вычислить величины действующего и среднего значений напряжения и тока на входе цепи;
г) рассчитать коэффициенты формы, амплитуды и искажения.
2. Рассчитать активную мощность цепи.
3. Для снятия осциллограммы заготовить 4-6 листов кальки или другой прозрачной бумаги размером 100×150 мм.

Последовательность выполнения работы

1. Подключить источник несинусоидального напряжения к зажимам с напряжением 30 В, которые расположены на щите питания лабораторного стола.

2. Измерить действующее и средние значения напряжения на выходе несинусоидального источника. Скопировать (зарисовать)осциллограмму выходного напряжения. Сравнить полученные результаты с расчетными.

3. Собрать цепь по заданной в домашнем задании схеме и подключить ее к источнику несинусоидального напряжения.

Скопировать осциллограмму входного тока i(t), измерить его действующее значение и постоянную составляющую. Сравнить результаты опыта с расчетными.

Следует заметить, что осциллограф предназначен для измерения и оценки формы кривых напряжения. Для того чтобы получить форму тока, на вход осциллографа нужно подать напряжение с активного сопротивления, по которому протекает этот ток.

4. Выяснить влияние характера сопротивления на форму тока в нем. Для этого подключить к источнику несинусоидального напряжения цепь из двух последовательно соединенных элементов в вариантах:
1) r = 100 Ом, С = 5 мкФ;
2) r = 100 Oм, L = 0,446 Гн (3600 витков).
Скопировать осциллограммы токов для каждой из схем.

Примечание. Действующее значение напряжения измеряют электронным вольтметром типа ВЗ-33, а тока - миллиамперметром электродинамической системы типа Э59(Э513).

Среднее значение (постоянную составляющую) измеряют прибором магнитоэлектрической системы, расположенным на макете лабораторной работы.

Все осциллограммы необходимо снять при одном и том же масштабе по оси времени. Изображение должно содержать порядка двух периодов и занимать приблизительно 2/3 экрана осциллографа.

Не можешь написать работу сам?

Доверь её нашим специалистам