Лабораторная работа №3 - файл n1.doc

Лабораторная работа №3
Скачать все файлы (68.7 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc164kb.22.11.2008 22:23скачать

n1.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «УФИМСКИЙ ГОСУДАРCТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра естественно-научных и общепрофессиональных дисциплин





Подпись

Дата

Эксперимент выполнен







Работа оформлена







Работа защищена









Отчет по лабораторной работе № 3

«Исследование сложных электрических цепей с помощью методов узлового напряжения и эквивалентного генератора»

УФА 2008

Лабораторно-практическое занятие №3

ИССЛЕДОВАНИЕ СЛОЖНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ С ПОМОЩЬЮ

МЕТОДОВ УЗЛОВОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ЭКВИВАЛЕНТНОГО ГЕНЕРАТОРА
Цель занятия
Теоретическое и экспериментальное изучение методов узлового напряжения и эквивалентного генератора для анализа сложных электрических цепей постоянного тока.
Краткие теоретические сведения

1. Метод узлового напряжения
Данный метод целесообразно использовать для расчета цепей, содержащих несколько параллельных ветвей, присоединенных к двум узлам.

Пусть между двумя узлами (например, а и в) включено m ветвей. Тогда напряжение между узлами Uaв определяется в соответствии с выражением (положительное направление напряжения Uaв - к узлу “в”)


где Gk=1/Rk , Gj=1/Rj - проводимости k- и j - ветви; n - число ветвей с источниками ЭДС; k- число ветвей с источниками тока; m –общее число ветвей.

При отсутствии источников тока


Знак слагаемого числителя определяется следующим образом: если ЭДС источника питания направлена к узлу “а”, слагаемое берется со знаком “+”, если к узлу “в”, то слагаемое берется со знаком “-”.

Токи в ветвях электрической цепи находятся по закону Ома для активного или пассивного участков цепи, с использованием найденного численного значения напряжения между узлами.

Алгоритм расчета по методу узлового напряжения:

а) определяется узловое напряжение Uав ;

б) определяются токи в ветвях по закону Ома;

в) проводится анализ результатов.
2. Метод эквивалентного генератора
Метод эквивалентного генератора применяется для анализа электрических цепей, когда требуется определить ток в одной ветви. Метод основан на теореме об эквивалентном генераторе или активном двухполюснике, которая гласит: любая сложная цепь, содержащая источники ЭДС, по отношению к исследуемой ветви может быть заменена эквивалентным генератором с ЭДС Еэ и внутренним сопротивлением Rэ .



ЭДС эквивалентного генератора и его внутреннее сопротивление могут быть определены либо расчетным, либо экспериментальным путем. В последнем случае для определения Еэ и достаточно провести опыт холостого хода и короткого замыкания. При этом Еэ = Uxx на зажимах разомкнутой исследуемой цепи ,Rэ = Uxx/Iкз , где Iкз - ток при коротком замыкании ветви тогда искомый ток в исследуемой ветви без источника с сопротивлением R может быть определен по

закону.

Алгоритм расчета:

а) определяется Еэ = Uxx , при этом исследуемая ветвь условно размыкается;

б) определяется Rэ - эквивалентное сопротивление сложной цепи по отношению к исследуемой ветви. При этом источники ЭДС закорачиваются, а ветви с источником тока размыкаются;

в) определяется ток в исследуемой ветви по закону Ома;

г) проводится анализ результатов.
Экспериментальная часть
1. Описание установки
Экспериментальные исследования проводятся на универсальном лабораторном стенде.

При сборке электрической цепи используется следующее оборудование:

- источник постоянного напряжения БП-5 со встроенным щитовым вольтметром;

- источник постоянного напряжения БП-15 со встроенными щитовыми вольтметрами;

- приемники - резисторы 30 Ом, 220 Ом;

- электроизмерительные приборы магнитоэлектрической системы:

pV=>15 B, pA=>1 A.
2. Последовательность выполнения работ
2.1 Записать технические данные используемых приборов в отчет по занятию.


Название прибора

Система

прибора

Условное

обозначение

Класс

точности

Предел

измерений

Амперметр

Магнитоэлектрическая



1,5

1 В

Вольтметр

Электромагнитная



1,5

7,5 В

Вольтметр

Электромагнитная



1,5

15 В

Вольтметр

Цифровая




-

1 кВ


2.2 Установить на резисторах R2=>40 Ом и R3=>60 Ом используя регулируемые резисторы 220 Ом и источник постоянного напряжения БП-5.

2.3 Собрать цепь (рисунок 3.8)
2.4 Установить заданные значения ЭДС источников. Измерить токи в ветвях и напряжения на резисторах. Данные измерений занести в таблицу 3.1.
Таблица 1




3. Рабочее задание

3.1 Сравнить экспериментальные данные с предварительными расчетами.

3.2 Определить Еэ и из опытов холостого хода и короткого замыкания и сравнить их с предварительным расчетом.

3.3 Проверить баланс мощностей.

3.4 Сделать выводы по работе, обратив внимание на возможное расхождение экспериментальных и расчетных данных.

1. Метод узлового напряжения

;

; ; ;

7,7 В.

; ; .

2. Метод эквивалентного генератора

R1·I + R2·I = E1 + E2;

;

-R2·I + UAB = - E2;

UAB = - E2+R2·I = -5+40·0,357 = 9,28 В;
UAB = Е Э.Г.;

;

UХХ = 8,86 В;

;

.

Баланс мощностей:

?EI = ?RI2

E1·I1 + E2·I2 = R1·(I1)2 + R2·(I2)2+ R3·(I3)2;

20·0,26 + 5·0,19 = 30·(0,26)2 + 40·(0,19)2+ 60·(0,12)2;

6,15?4,336.

? =

Вывод: В результате расчетов выяснилось, что погрешность составляет 8,3%.

Погрешности вызваны неточностью приборов и потерями в проводниках.

Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации