Главная

Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






IV. Обработка результатов эксперимента


9. По результатам таблицы 2.3 построить экспериментальные вольт-амперные характеристики U1 ( I ) и U2 ( U1 ).

 

10. По опытным данным цепи с катушкой (таблица 2.1) для каждого значения тока рассчитать для катушки с сердечником составляющие напряжения: активную UR и индуктивную UL:

,

где: Rk = 300 Ом – суммарное активное сопротивление двух катушек с ферромагнитным сердечником, эквивалентное по схеме замещения потерям в проводах катушек и потерям в стали сердечников;

R – сопротивление на стенде, напряжение с которого подается на вертикальный вход осциллографа.

Результаты расчёта напряжений UR и UL внести в таблицу 2.1.

 

11. По данным опыта (таблица 2.2) найти ёмкостное сопротивление конденсатора и значение его ёмкости – внести в таблицу 2.2:

.

Рассчитать значения напряжения на ёмкости для каждого из значений тока . Результаты расчёта внести в таблицу 2.1.

 

12. Рассчитать для каждого тока и внести в таблицу 2.1 значения реактивной составляющей напряжения цепи Uр (I):

.

13. Рассчитать для каждого тока методом условной линеаризации (для эквивалентных синусоид тока и напряжений в цепи) и внести в таблицу 2.1 значения общего напряжения цепи при последовательном соединении активного сопротивления, нелинейной индуктивности и ёмкости – ВАХ исследуемой феррорезонансной цепи U(I):

 

.

 

14. По результатам расчётов (таблица 2.1) построить в координатах U – I следующие зависимости:

a) ВАХ нелинейной индуктивности UL(I);

б) ВАХ линейного активного сопротивления цепи UR (I);

в) ВАХ линейного конденсатора UC (I);

г) ВАХ реактивного напряжения цепи Uр (I);

д) ВАХ исследуемой феррорезонансной цепи U(I).

Примерный вид вольт-амперных характеристик элементов и всей цепи показан на рисунке 2.4.

 

Указание: при построении ВАХ UР(I) и U(I) следует графически уточнить критические точки характеристик, соответствующие скачку тока при U1-1 и феррорезонансному режиму в цепи при U1-2 и токе I0 ( UL = UC).

 

Рисунок 2.4 – Расчётные ВАХ для элементов и всей цепи

 

15. Экспериментальную кривую тока в нелинейной электрической цепи (осциллограмма несинусоидального тока) представить в виде тригонометрического ряда Фурье.

Постоянная составляющая, амплитуды синусной и косинусной составляющих ряда Фурье находятся по точным формулам:

 

Коэффициенты ряда Фурье для осциллограммы тока найдём графо-аналитическим способом. Для этого период функции разбиваем на m равных интервалов (m = 18, 20, 24) и в формулах для коэффициентов ряда Фурье заменяем интегралы конечными суммами:

 

 

Здесь: , – угловая частота;

к – номер гармоники разложения;

m – число разбиений периода кривой тока;

p – текущий индекс разбиения (изменяется от 1 до m);

– значение функции в середине p-того интервала, т.е. при ;

, – значения синуса и косинуса в середи- не p-того интервала, т.е. при ;

– интервал разбиения.

 

Ряд Фурье для несинусоидального тока в цепи запишется:

 

где .

 

При нахождении коэффициентов ряда Фурье для тока следует учесть симметрию полученной кривой тока (кривая тока симметрична относительно оси абсцисс). Тогда, для кривой тока имеем:

А0 = 0; к = 1, 3, 5, 7, …

Требуется для тока найти коэффициенты ряда Фурье для двух первых имеющихся гармоник разложения в ряд.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Чем отличается режим феррорезонанса напряжений в электрической цепи от резонанса в линейной электрической цепи?

2. Каким образом изменяется угол сдвига фаз цепи при скачкообразных изменениях тока при плавном изменении входного напряжения (для точек: “a”–“b”, “c”–“d”)?

3. Каким образом может быть снят неустойчивый участок вольт-амперной характеристики феррорезонансной цепи?

4. Как определить из вольт-амперной характеристики резонансное значение тока, чему будет равно эквивалентное значение нелинейной индуктивности для режима феррорезонанса?

5. Чем объясняется отличие экспериментальных и расчетных вольт-амперных характеристик для электрической цепи?

6. Как с уменьшением ёмкости С будут изменяться величины общего напряжения U1-1, при котором происходит скачок, и значение тока для режима феррорезонанса I0 ?

7. При всякой ли ёмкости возможно изменением общего напряжения получить режим феррорезонанса напряжений?

8. Начиная с какой величины ёмкости режим феррорезонанса будет невозможен для заданной катушки?

9. Как изменится падающий участок характеристики при увеличении активного сопротивления цепи?

10. Почему при последовательном включении с исследуемой цепью достаточно большого активного сопротивления ток в цепи может изменяться плавно, без скачков?

11. Какие условия должны быть выполнены при замене нелинейной электрической цепи условно нелинейной?

12. Каковы причины появления в электрической цепи несинусоидальных токов и напряжений?

13. Как симметрия несинусоидальной периодической функции влияет на составляющие ряда Фурье для неё?

 

Лабораторная работа 3

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-08-11

headinsider.info. Все права принадлежат авторам данных материалов.