Лабораторная работа №1 «Электрические цепи постоянного тока» Вариант 3

Скачать: 2015-2.zip [86,36 Kb] (cкачиваний: 11)  

Лабораторная работа №1

«Электрические цепи постоянного тока»

Вариант 3

Задана сложная электрическая цепь постоянного тока. Необходимо выполнить

следующее:

1. Определить ток в R6 методом эквивалентного генератора, поставив "эксперимент холостого хода и короткого замыкания”;

2. «Экспериментально» подтвердить правильность определения тока путем измерения его значения в R6 с помощью амперметра;

3. Упрощая схему до простейшей, одноконтурной, путем эквивалентных преобразований, рассчитать ток в R6 по закону Ома.

Исходная схема.

Ход работы

1.«Эксперимент» и расчет по пункту 1.

Воспользовавшись методом холостого хода и короткого замыкания, был экспериментально определен I(R6):I(kz)=3.118 А, U(xx)=9.729 В.

Приведем расчеты, сделанные в Mathcad:

Ток, протекающий в сопротивлении R6 равен 741.5mA.

2.«Экспериментально» подтвердим правильность определения тока путем измерения его значения в R6 с помощью амперметра, подключив его последовательно к нагрузке:

3. Проведём упрощение цепи:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

Рассчитываем ток в сопротивлении R6 по закону Ома в Mathcad:

Вывод: В ходе лабораторной работы был измерен ток в нагрузке R6 (Ir6=741.5mA) и экспериментально подтвержден с помощью Electronics Workbench.

Лабораторная работа №2

«Электрические цепи переменного тока»

Вариант 2

Задание 1

Исследование цепи нулевого фазового сдвига

1.1 Рассчитать элементы цепи по формуле

1.2 Схема цепи

1.3 С помощью Боде-плоттера построить частотные характеристики цепи в Electronics Workbench.

1.4 С помощью осциллографа получить временные диаграммы для входа и выхода при частоте в Electronics Workbench.

1.5 Используя Mathcad, построить аналитическую зависимость K(ω) и φ(ω).

1.6 Сделать выводы относительно поведения цепи вблизи

Ход работы

1.Схема цепи в Electronics Workbench.

2.Расчет в Mathcad:

3.Аналитические зависимости K(ω) и φ(ω).

4.С помощью Боде-плоттера построим частотные характеристики цепи в Electronics Workbench..

5.С помощью осциллографа получим временные диаграммы для входа и выхода при частоте f₀ в Electronics Workbench.

Вывод: Выходное напряжение цепи имеет максимум вблизи частоты а фазовый сдвиг равен нулю.

Задание 2

Исследование двойного Т-образного моста

2.1 Рассчитать элементы цепи по формуле

2.2 Схема цепи

2.3 С помощью Боде-плоттера построить частотные характеристики цепи в Electronics Workbench.

2.4 С помощью осциллографа получить временные диаграммы для входа и выхода при частоте в Electronics Workbench.

2.5 Используя Mathcad, построить аналитическую зависимость K(ω) и φ(ω).

2.6 Сделать выводы относительно поведения цепи вблизи .

Ход работы

1.Схема цепи в Electronics Workbench.

2.Расчет в Mathcad:

3. Аналитические зависимости K(ω) и φ(ω).

4. С помощью Боде-плоттера построить частотные характеристики цепи в Electronics Workbench.

5. С помощью осциллографа получить временные диаграммы для входа и выхода при частоте f₀ в Electronics Workbench.

Вывод:Вблизи частоты - частоты квазирезонанса – коэффициент усиления равен нулю.

Задание 3

Исследование фазовращателя

3.1 Рассчитать элементы цепи по формуле

3.2 Схема цепи

3.3 С помощью Боде-плоттера построить частотные характеристики цепи в Electronics Workbench.

3.4 С помощью осциллографа получить временные диаграммы для входа и выхода при частоте f₀ в Electronics Workbench.

3.5 Используя Mathcad, построить аналитическую зависимость K(ω) и φ(ω).

3.6 Сделать выводы относительно поведения цепи вблизи .

Ход работы

1.Схема цепи в Electronics Workbench.

2.Расчет в Mathcad:

3. Аналитические зависимости K(ω) и φ(ω).

4. С помощью Боде-плоттера построить частотные характеристики цепи в Electronics Workbench.

5.С помощью осциллографа получить временные диаграммы для входа и выхода при частоте f₀ в Electronics Workbench.

Вывод: Вблизи частоты наблюдается резкое возрастание коэффициента передачи.

Лабораторная работа №3

«Частотные характеристики и резонанс»

Вариант 2

Задание 1

Для последовательной RL-цепи:

А) получить амплитудную и фазовую характеристики, используя Electronics Workbench

Б) определить частоту, при которой угол сдвига по фазе между напряжением U_вх и напряжением U_вых равен заданному углу

В) измерить токи и напряжения на элементах цепи

Г) построить векторную диаграмму напряжений и тока для заданного угла сдвига по фазе между напряжениями U_вх и U_вых

Схема цепи:

Ход работы

Дано:R = 15 Ом, L=2 мГн, φ=30⁰

1.Получим амплитудную и фазовую характеристики, используя Electronics Workbench

2.Определим частоту, при которой угол сдвига по фазе между напряжением U_вх и напряжением U_вых равен заданному углу

3.Измерим токи и напряжения на элементах цепи с помощью Electronics Workbench

4.Построим векторную диаграмму напряжений и тока для заданного угла сдвига по фазе между напряжениями U_вх и U_вых

Задание 2

Для заданной схемы:

А) определить частоту резонанса

Б) проверить расчет экспериментально

В) построить векторную диаграмму напряжений и токов для этой частоты

Г) если в исходной цепи резонанса нет, то изменить R, при которой резонанс есть

Ход работы

Дано: схема «в», L=0.1 мГн, С=1мкФ, R=50 Ом

1. Определим частоту резонанса в Mathcad:

Проверим расчет экспериментально с помощью Electronics Workbench

2.Построим векторную диаграмму напряжений и токов для этой частоты

Вывод: 1) Была получена частотная характеристика, с помощью боде-плоттера была определена частота f₀=7.503 кГц, при которой угол сдвига по фазе между напряжением на входе и напряжением на выходе равен 60 градусам.

2) Была рассчитана частота резонанса, проверена экспериментально. В этой цепи при заданном сопротивлении резонанс есть.