- •Общие сведения
- •Содержание и порядок проведения работы
- •Определение параметров индуктивно связанных катушек
- •Последовательное соединение индуктивно связанных катушек
- •Параллельное соединение индуктивно связанных катушек
- •Предварительные расчеты параметров катушек
- •Последовательное соединение катушек
- •Параллельное соединение индуктивно связанных катушек
- •3. Содержание отчета
- •Последовательное соединение катушек
- •Расчет напряжений на катушках
- •Параллельное соединение индуктивно связанных катушек
- •Расчет напряжений
- •Вопросы для самопроверки
МИНИСТЕРТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ
Г.Г. Гаврилов
Лабораторная работа №5
ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА
С ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
Методические указания для
проведения лабораторной
работы по ТОЭ ч. I
Специальности 140204,
140205, 140211, 140601
Киров 2011
УДК 621.3 (075.8)
Г12
Рецензент: кандидат технических наук, доцент кафедры ЭМА В.А. Головенкин
Гаврилов Г.Г.Исследование цепи синусоидального тока с индуктивно связанными элементами: методические указания к лабораторной работе №5 по ТОЭ ч. I для студентов дневного отделения [Электрон.]/ Г.Г. Гаврилов: спец. 140204, 140211, 140601
Редакция авторская
Компьютерная верстка П.Н. Шаурко
610000, г, Киров, Московская ул., 36
© Г.Г. Гаврилов, 2011-04-13
© Вятский государственный университет, 2011
Целью работы является экспериментальное исследование цепи синусоидального тока, содержащей участки с индуктивно связанными элементами.
-
Общие сведения
На рис. 5.1 показан контур 1 с электрическим током i1. Магнитный поток, создаваемый этим током и сцепленный с этим контуром, называется потоком самоиндукции Φ1L.
Расчетная величина потокосцепление самоиндукции контура 1 или неразветвленной электрической цепи обозначается Ψ1L. В линейной электрической цепи потокосцепление Ψ1L = L1i1, где L1 собственная индуктивность или просто индуктивность контура 1.
При протекании переменного тока в окружающем контур или электрическую цепь пространстве создается переменный магнитный поток. В контуре индуцируется ЭДС самоиндукции, а на зажимах цепи возникает напряжение самоиндукции
.
Если часть магнитного потока индуктивности L1 сцепляется с витками контура 2, в нем возникает поток взаимной индукции Φ2М. В линейной электрической цепи потокосцепление взаимной индукции определяется выражением Ψ2М = М21i1, где М21 взаимная индуктивность контуров 1 и 2.
При изменении магнитного потока взаимной индукции во втором контуре возникает ЭДС взаимоиндукции. Напряжение взаимоиндукции
.
Напряжение на индуктивно связанных элементах электрической цепи определяются составляющими напряжений само- и взаимоиндукции. Если собственная индуктивность контура 2 L2, а напряжения на их зажимах u1 и u2, то в установившемся режиме в комплексной форме записи получаем:
; .
Для последовательного согласного включения индуктивно связанных катушек (рис. 5.2) при можно записать
Комплексное эквивалентное сопротивление цепи
.
Эквивалентное активное и реактивное сопротивления цепи:
Rэк = RK1 + RK2; Xсогл = ω(L1 + L2 + 2M).
Для последовательного встречного включения индуктивно связанных катушек (рис. 5.3)
Комплексное эквивалентное сопротивление цепи
Zвстр = ,
эквивалентное активное и реактивное сопротивления цепи:
Rэк = RK1 + RK2; Xвстр = ω(L1 + L2 - 2M).
Поскольку Xсогл = ω(L1 + L2 + 2M) больше Xвстр = ω(L1 + L2 - 2M), то полное сопротивление больше . Это позволяет экспериментально определить одноименные зажимы индуктивно связанных катушек.
-
Содержание и порядок проведения работы
В лабораторной работе используют: источник синусоидального напряжения из модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР; измерительные приборы блока ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ; амперметры РА2 и РА3 из блока МОДУЛЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ синусоидального тока; МОДУЛЬ МУЛЬТИМЕТРОВ РР. Пассивные элементы электрической схемы выбирают из блоков МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВ и МОДУЛЬ РЕАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
Определение параметров индуктивно связанных катушек
-
Собрать электрическую цепь по схеме рис. 1П протокола измерений. Тумблер SA2 модуля ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ установить в положение I2.
-
Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.
-
Включить автоматический выключатель QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ и тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР. Переключатель Форма установить в положение ~. Установить регулятором Частота значение частоты f = 100…200 Гц. Частоту f записать в протокол.
-
Регулятором Амплитуда модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР установить действующее значение напряжения U1 = 6–7 B.
-
Измерить приборами из блока ИЗМЕРИТЕЛЬЛ ФАЗЫ действующие значения напряжения u1, тока i1; угол сдвига фаз φ1. Действующее значение напряжения u2 измерить мультиметром РР. Все величины занести в табл. 1П.
-
Повторить измерения, поменяв местами индуктивности L1 и L2. Измеренные величины занести табл. 1П.
-
Выключить тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР.
-
Выполнить указанные в протоколе измерений расчеты.