Лабораторные / ТОЭ лаба №5
.docxМинистерство 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:
Определить с помощью опытов холостого хода и короткого замыкания коэффициенты уравнений исследуемого четырехполюсника.
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 UН 8 В.
Исследуемый четырехполюсник подключается к источнику питания через шунтовой резистор RШ 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 UН 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 U1X, I1Х, P1X и U1K, I1К, P1K 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 U2X, I2Х, P2X и U2K, I2К, P2K 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 Z1X, Z1K, Z2X, Z2K 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 .,