Министерство цифрового развития и массовых коммуникаций
Российской Федерации
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное
бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Московский технический университет связи и информатики»
(МТУСИ)
Кафедра Теории электрических цепей
Отчет по лабораторной работе №2
по дисциплине «Электротехника»
на тему:
«Исследование на ЭВМ характеристик источника постоянного напряжения»
Выполнил: студент группы БСТ2102
Руководитель:
Микиртичан Александр Григорьевич
Москва 2021
Содержание
Цель работы
С помощью программы Micro-Cap получить внешние характеристики независимого источника тока. Познакомиться с зависимыми источниками.
Задание на лабораторную работу
Рассчитать и построить зависимость тока I от сопротивления нагрузки Rн в цепи независимого источника постоянного тока, изображенного на рисунке 1.
Рисунок 1 — схема предоставленной цепи
Принять:
J = 7,4 мА – ток источника постоянного тока;
r = 316 Ом - внутреннее сопротивление источника;
Rн= 0, 10, 20, 40, 80, 160, 320, 640, 1280, 2560 и 4800 Ом – сопротивление нагрузки.
I= J/(1+Rн/r)=f(Rн) – ток в нагрузке от сопротивления нагрузки RН;
Получившийся график занести в соответствующий раздел отчёта. Полученные данные занести в таблицу.
Для этой же цепи рассчитать и построить следующие зависимости:
UН= I Rн = f(Rн) - падения напряжения на нагрузке от сопротивления нагрузки Rн;
Pист = JUн = f(Rн) - мощность источника от сопротивления нагрузки Rн;
Pr = Uн2/r = f(Rн)- мощность, выделяемая на внутреннем сопротивлении источника от сопротивления нагрузки;
PН= I2 Rн= f(Rн) - мощность, выделяемая на нагрузке от сопротивления нагрузки Rн;
η= 100 % (Rн/РИ) = f(Rн) - коэффициент полезного действия (КПД) цепи от сопротивления нагрузки Rн;
Получившийся график занести в соответствующий раздел отчёта. Полученные данные занести в таблицу.
Для цепи, изображенной на рисунке 2, с линейным источником переменного тока управляемым переменным напряжением (ИНУТ) рассчитать амплитуду тока Jm, если крутизна управления S=3A/B, управляющее напряжение u(t) = 2sin(2πft), f = 2 кГц, для двух значений сопротивлений нагрузки Rн 70 Ом и 200 Ом.
Рисунок 2 — цепь с ИНУТ
Полученные данные записать в таблицу.
Ход выполнения лабораторной работы
Первая цепь
Рисунок 3 - Схема с независимым источником постоянного тока
Данные, полученные по предварительному расчету в Microsoft Exсel, записаны в таблицу 1.
Таблица 1 - Результаты предварительного расчета
По предварительному расчету |
||||||
Rн, Ом |
I, мА |
Uн, В |
P ист, Вт |
Pr, Вт |
Pн, Вт |
η, % |
0 |
7,4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10 |
7,17 |
0,07 |
0,0005 |
0,000016 |
0,00051 |
96,93 |
20 |
6,96 |
0,14 |
0,0010 |
0,000061 |
0,00097 |
94,05 |
40 |
6,57 |
0,26 |
0,0019 |
0,00022 |
0,0017 |
88,76 |
80 |
5,91 |
0,47 |
0,0035 |
0,00071 |
0,0028 |
79,80 |
320 |
3,68 |
1,18 |
0,0087 |
0,0044 |
0,0043 |
49,69 |
1280 |
1,47 |
1,88 |
0,014 |
0,011 |
0,0027 |
19,80 |
2560 |
0,81 |
2,08 |
0,015 |
0,014 |
0,0017 |
10,99 |
4800 |
0,46 |
2,19 |
0,016 |
0,015 |
0,001 |
6,18 |
На рисунке 4 представлен график зависимости тока от сопротивления нагрузки R2.
Рисунок 4 - График зависимости тока от сопротивления нагрузки R2
На рисунке 5 представлен график зависимости напряжения от сопротивления нагрузки R2.
Рисунок 5 - График зависимости напряжения от сопротивления нагрузки R2
На рисунке 6 представлен график зависимости мощности источника от сопротивления нагрузки R2.
Рисунок 6 - График зависимости мощности источника от сопротивления нагрузки R2.
На рисунке 7 представлен график зависимости мощности, выделяемой на внутреннем сопротивлении источника от сопротивления нагрузки R2.
Рисунок 7 - График зависимости мощности, выделяемой на внутреннем сопротивлении источника от сопротивления нагрузки R2
Максимальная мощность Pm = 18 мВт.
Мощность, выделяемая на внутреннем сопротивлении источника, при R2= R1 (320 Ом) = 4,5 мВт.
На рисунке 8 представлен график зависимости мощности, выделяемой на нагрузке, от сопротивления нагрузки R2.
Рисунок 8– График зависимости мощности, выделяемой на нагрузке, от сопротивления нагрузки R2
На рисунке 9 представлен график зависимости КПД от сопротивления нагрузки R2.
Рисунок 9 - График зависимости КПД от сопротивления нагрузки R2