Исследование и расчет цепей синусоидального тока

Цель работы

Экспериментальное и расчетное определение эквивалентных параметров цепей переменного тока, состоящих из различных соединений активных, реактивных и индуктивно-связанных элемен­тов.

Применение символического метода для расчета цепей переменного тока.

Расчет цепей с взаимной индукцией.

Проверка баланса мощностей.

Исследование резонансных явлений в электрических цепях.

Построение векторных топографических диаграмм.

Экспериментальная часть

Рисунок 2.1 – Схема для определения параметров цепи по методу трех при­боров

Рисунок 2.2 – Схемы замещения исследуемых элементов

Таблица 2.1­–Параметры элементов

Способ определения
	В	А	Вт	Ом	В*А	вар	В
Опыт	40	0,57	10
Расчет		0,51	16,62	77e-11,2i	20e-11,2i	-3,88	18,25e83,82
Осциллограф		0,54					18e83

Таблица 2.2­–Значение электрических величин при последовательном соединении элементов

Способ определения
	В		А			Ом	Вт	В*А	вар
Опыт	70	60	0,33	0,39	0,66
Расчет		60,84e-3,86i	0,28	0,43	0,63	250e49i	12,9	19,6e49i	14,6

Таблица 2.3­–Значение электрических величин при смешанном соединении элементов

Вид включения катушек
	В	А	Вт	Ом			Гн	град
Согласное	80	0,48	4						Опыт
				166,7	17,36	165,8	0,53	84	По опытным данным
		0,47	5						Расчет
Встречное	80	0,88	13						Опыт
				91	16,79	89,4	0,28	79	По опытным данным
		0,86	12						Расчет
М=0	80	0,62	6						Опыт
				129	15,6	128	0,41	83	По опытным данным
		0,6	7						Расчет
M=0,0625 Гн;   k=0,35

Таблица 2.4­–Значение электрических величин при наличии магнитной связи между катушками

Таблица 2.5 – Значения электрических величин при резонансе напряжений

Расчетная часть

Расчет L и C

В данной работе использовали напряжение промышленной частоты 50 Гц. По известным реактивным сопротивлениям L и С нашли x_L и x_C:

Реостат

Катушка 1(№ 12)

Катушка 2(№ 19)

Конденсатор

Последовательное соединение элементов

Рисунок 2.3– Схема последовательного соединения элементов

Смешанное соединение элементов

Рисунок 2.3– Схема смешанного соединения элементов

Индуктивно связаннее катушки

Рисунок 2.3– Схема подключения двух индуктивно связанных катушек

Согласное включение:

Встречное включение:

Отсутствие магнитной связи:

Определение взаимной индукции и коэффициент связи

Согласное включение

Встречное включение

Отсутствие магнитной связи

Резонанс напряжений

Рисунок 2.4– Схема для исследования резонанса напряжений

       Мы исследовали резонанс напряжений, предварительно определив из условий для входного реактивного сопротивления

1)Расчет при :

T=20 мс

2) Расчет при :

,

3)Расчет при :

,

Векторные диаграммы

Масштаб:

1см=0,1А=1В

Рисунок 2.5– Векторная диаграмма для последовательного соединения

Масштаб:

1см=0,01А=1В

Рисунок 2.6– Векторная диаграмма для параллельном соединения

Вывод

 В данной работе было проведено экспериментальное и расчетное определение эквивалентных парамет­ров цепей переменного тока, состоящих из различных соединений ак­тивных, реактивных и индуктивно связанных элементов (катушки индуктивности, конденсатор, реостат).

Был проведён расчет цепей с взаимной индукцией, а так же изучение эффекта взаимоиндукции.

Было проведено исследование резонансных явлений, а именно наблюдение резонанса токов и резонанса напряжений. Для наглядности происходящих процессов в электрических цепях при резонансе были построены векторные топографические диаграммы для токов и напряжений.

При проведении расчетов широко использовался комплексный метод расчета – так называемый символический метод расчета цепей синусоидального тока.