Лабораторные / ТОЭ лаба №5

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»

Институт химии и энергетики

Кафедра «Электроснабжение и электротехника»

Отчет по лабораторной работе №5

«Исследование пассивных четырехполюсников»

Студент: Назаров М.О.

Группа: ЭЭТб-1901а

Преподаватель: Шаврина Н.В

Тольятти 2021

Цель работы – изучение экспериментальных методов определение коэффициентов уравнений четырехполюсников.

Программа работы:

1. Определить с помощью опытов холостого хода и короткого замыкания коэффициенты уравнений исследуемого четырехполюсника.

2. Определить параметры элементов Т-схемы замещения исследуемого четырехполюсника.

Описание лабораторной установки:

В данной лабораторной работе исследуется пассивный четырехполюсник, собранный по П-образной схеме. Входными для четырехполюсника являются зажимами 1-1’, а выходными зажимами 2-2’. Цепь питается от блока генератора напряжений, который формирует синусоидальное напряжение с изменяемой амплитудой и частотой. Для измерения напряжения и тока используется блок мультиметров, подключенный в режиме вольтметра и амперметра. Активная мощность в цепи измеряется ваттметром (рис. 1). Номинальное действующее значение напряжения U_Н  8 В.

Исследуемый четырехполюсник подключается к источнику питания через шунтовой резистор R_Ш  2,2 Ом, который необходим для определения характера сопротивления (активно-индуктивный или активно-емкостной) четырехполюсника. Комплексные сопротивления четырехполюсника, относительно входных или выходных зажимов определяется косвенным путём, с помощью трех приборов: вольтметра, амперметра и ваттметра.

Рисунок 1 – Электрическая схема исследуемой цепи

Индивидуальная расчетная часть:

Расчетные формулы

Характеристические параметры четырехполюсника:

- для симметричного:

- для несимметричного:

Расчетные и экспериментальные данные:

Собрали исследуемую электрическую схему (рис. 1). Значения элементов взяли из таблицы 1. Величина частоты f = 480 Гц.

Включили блок генераторов синусоидальных напряжений и установили значение номинального напряжения U_Н  8 В по вольтметру PV. Выполнили опыты ХХ и КЗ со стороны вторичных зажимов 2-2’, при этом измерили напряжение, ток и активную мощность на входе цепи. Измеренные значения U_1X, I_1Х, P_1X и U_1K, I_1К, P_1K занесли в таблицу 1.

Поменяли местами входные и выходные зажимы четырехполюсника, т.е. подали питание на зажимы 2-2’ и проделали опыты ХХ и КЗ на зажимах 1-1’. Измеренные значения U_2X, I_2Х, P_2X и U_2K, I_2К, P_2K также занесли в табл. 1.

Таблица 1 - Экспериментальные и расчетные данные четырехполюсника

Экспериментальные данные				Рассчетные данные
Режим	U	I	P	z	ϕ	Z
	В	мА	мВт	Ом	град	Ом
ХХ 1	8	35,3	87	226,6	-72	70 - j215,5
КЗ 1	8	57,6	387	138,9	32,8	116,8 + j75,2
ХХ 2	8	38,2	160	209,4	-58,4	109,5 - j178
КЗ 2	8	61,4	346	130,3	45,2	91,8 + j92,5
Частота генератора f = 480 Гц
Параметры элементов: R1=100 Ом, R2=47+47 Ом, C1=1 мкФ, C2=0,47 мкФ, Lk=33 мГн

По полученным экспериментальным данным рассчитали комплексные сопротивления четырехполюсника Z_1X, Z_1K, Z_2X, Z_2K и занесли их в таблицу 1.

Проверили, выполняется ли соотношение, вытекающее из принципа взаимности:

Соотношение выполняется.

Определили коэффициенты А–формы уравнений четырехполюсника и записали систему уравнений.

Для контроля правильности вычислений проверили соотношение:

Записали систему уравнений описывающих четырехполюсник:

- при прямом питании:

- при обратном питании:

Изобразили Т-образную схему замещения четырехполюсника (рис. 2).

Рисунок 2 – Т-образная схема замещения четырехполюсника

Определили параметры элементов схемы:

Так как Z1 = Z2, четырехполюсник является симметричным. Рассчитали характеристические параметры симметричного четырехполюсника:

Вывод:

Изучил экспериментальные методы определения коэффициентов уравнения четырехполюсников, по полученным экспериментальным данным рассчитал комплексные сопротивления. Проверил, выполняется ли соотношение, вытекающее из принципа взаимности четырехполюсника и рассчитал характеристические параметры симметричного четырехполюсника, что он является симметричным, где .,