Содержание работы и порядок выполнения работы

В лабораторной работе используется источник напряжения U = 0…12 В из блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ UZ4 с регулируемым по величине напряжением. Измерительные приборы расположены в блоке МОДУЛЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ постоянного тока. Нелинейные элементы электрической цепи выбирают из модуля НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ.

· Собрать цепь по схеме, показанной на рис. 1П протокола измерений.

· Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.

· Включить автоматический выключатель QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ и тумблер SA3 источника МОДУЛЬ ПИТАНИЯ UZ40…12 В. Установить напряжение U = 0.

· Плавно изменяя регулятором напряжения ток I  от нуля до 80 мА с шагом 10 мА экспериментально получить статические характеристики нелинейных элементов н.э.1, н.э.2. Для резистора R измерить  напряжение U₂ при  токе 50 мА. Все измеренные величины занести в табл. 1П протокола измерений.

· Собрать электрическую цепь по схеме, показанной на рис. 2П.

· Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.

· Установить на входе цепи указанное преподавателем напряжение U. Измерить токи ветвей, напряжения  и . Результаты измерений занести в табл. 2П.

· Утвердить протокол измерений у преподавателя.

· Выключить тумблер SA3 источника МОДУЛЬ ПИТАНИЯ UZ4и автоматический выключатель QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ.

Протокол измерений к лабораторной работе № 19

«Нелинейная цепь постоянного тока»

Схема для измерения статической ВАХ показана на рис. 1П.

Рис. 1П

Экспериментальные данные представлены в табл. 1П.

Таблица 1П

I, мА	10	20	30	40	50	60	70	80
, В
, В
, В

Схема исследуемой электрической цепи представлена на рис. 3.

Рис. 3П

Результаты измерений представлены в табл. 2П.

Таблица 2П

, В	, В	, В	, мА	, мА	, мА

Работу выполнили: ___________________________

Работу проверил: ____________________________

Содержание отчета

1. Нарисовать схемы электрических цепей. Перенести данные из протокола.

2. Построить экспериментальные ВАХ элементов.

3. Выполнить графический расчет токов и напряжений. Сравнить результаты графического расчета с экспериментальными данными.

Отчет по лабораторной работе № 19

«Нелинейная цепь постоянного тока»

Схема цепи для получения статических характеристик (рис. 1).

Рис. 1

Экспериментальные статические вольтамперные характеристики представлены в табл. 1.

Таблица 1

I, мА	10	20	30	40	50	60	70	80
, В
, В
, В

Схема замещения исследуемой электрической цепи представлена на рис. 2.

Рис. 2

По данным табл. 1 на рис. 3 построены статические характеристики ;  нелинейных элементов и  для резистора R.

Рис. 3

Результаты эксперимента из протокола измерений представлены в табл. 2.

Таблица 2

, В	, В	, В	, мА	, мА	, мА

Расчет токов и напряжений цепи по схеме рис. 2.

Уравнения Кирхгофа имеют вид:

__________________________________________________________________

Построение по результатам расчета зависимостей  и  выполнено на рис. 3.

Результаты графического решения уравнений Кирхгофа для U = __ В представлены в табл. 3.

Таблица 3

, В	, В	, В	, мА	, мА	, мА

Статическое и дифференциальное сопротивление цепи для напряжения

U =     В:               =  Ом;                       =  Ом.   

Работу выполнил: _________________________

Работу принял: ___________________________

Лабораторная работа №20
Инерционные и безынерционные нелинейные элементы

Целью лабораторной работы являются исследования явления инерционности в нелинейных цепях, а также методы расчета нелинейных цепей с синусоидальными источниками.

Общие сведения

Решающее влияние на характер процессов в цепях переменного тока оказывают инерционные свойства нелинейных элементов. По степени инерционности процессов нелинейные элементы разделяют на инерционные и безынерционные.

Параметры инерционных элементов не успевают измениться за период входного напряжения. Поэтому динамическая характеристика инерционного элемента остается линейной, а интегральная характеристика (обычно для действующих значений) становится нелинейной. Благодаря линейной динамической характеристике в цепи с источниками синусоидального напряжения токи и напряжения остаются синусоидальными. Для расчета можно использовать комплексный метод.

Значительно сложнее процессы в цепях с безынерционными элементами, параметры которых меняются вместе с изменением мгновенных значений токов и напряжений. Поэтому в цепи с источниками синусоидального напряжения токи и напряжения в цепи становятся несинусоидальными.

В лабораторной работе рассмотрен безынерционный элемент со слабой нелинейностью. Действующее значение возникших в результате нелинейности высших гармоник составляет не более 30 процентов от действующего значения основной гармоники.

Для определения спектрального состава тока, заданного осциллограммой (рис. 20.1), на половине периода выполняют разбиение функции тока на 10 равных участков. По значениям величин  коэффициенты разложения в ряд Фурье по синусам и косинусам вычисляются по выражениям: , .

Рис. 20.1