Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Экспериментальная часть. Лабораторная работа №5

Лабораторная работа №5

ПАРАМЕТРЫ СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ (ТОКА)

Общие сведения

Переменный ток, в противоположность постоянному току, периодически меняет свое направление. Кривая (функция) переменного тока или напряжения, соответственно, может иметь различную форму. На рис. 1 показаны некоторые из типичных для электротехники и электроники функций. Кроме того, различают однофазные и многофазные переменные напряжения и токи. Например, электроснабжение массовых потребителей осуществляется, как правило, посредством трехфазного синусоидального тока. Однако, при использовании в цепях электроснабжения нелинейных элементов (насыщающихся дросселей и трансформаторов, полупроводниковых приборов) форма токов может отличаться от синусоидальной. В электронных цепях используются самые разнообразные формы сигналов (прямоугольные, пилообразные, треугольные и другие)

Наиболее важными параметрами переменных токов и напряжений являются частота, амплитуда, среднеквадратическое (действующее) значение, фазовый сдвиг (угол) и мощность.

На рис. 2 а показаны синусоидальные напряжение и ток как функции времени.

В течение одного периода Т напряжение последовательно оказывается равным ну­лю, положительному максимуму (амплитудное значение) Um, затем нулю, отрица­тельному максимуму и снова нулю.

Аналогично выглядит график изменения тока, но в общем случае он может быть сдвинут во времени относительно напряжения (отставать от напряжения или опережать его).

Мгновенные значения синусоидальных напряжения u и тока i выражаются так:

и ,

Разность фаз напряжения и тока (фазовый сдвиг): φ=ψui где ψu и ψi – начальные фазы напряжения и тока.

Частота f в Герцах (Гц) выражается как число периодов в секунду: f= 1/Т.

Угловая частота ω в рад/с равна: ω = 2∙π∙f.

Действующие значения синусоидальных величин: , .

На рис 2 б показано изображение синусоидальных тока и напряжения в виде векторов. Длина вектора соответствует действующему или амплитудному значению, а угол по отношению к произвольно выбранному началу отсчёта углов - начальной фазе синусоидальной величины.

Экспериментальная часть

Задание

Выведите на экран осциллографа синусоидальные ток и напряжение на нагрузке и определите следующие величины :

амплитудное значение напряжения Um, амплитудное значение тока Im,

действующее значение напряжения U, действующее значение тока I,

период Т, частота f, угловую частоту ω, фазовый сдвиг φ,

мгновенное значение напряжения u в момент времени t = Т / 3.

Порядок выполнения эксперимента

Соберите цепь согласно схеме (рис. 3), подключите регулируемый источник синусоидального напряжения (Um = 10 В, f = 0,5 кГц).

Включите и настройте осциллограф. Напряжение с сопротивления 100 Ом, пропорциональное току подаётся на первый канал осциллографа, а напряжение, подведённое к цепи - на второй канал.

Установите параметры развёртки и чувствительность каналов осциллографа так, чтобы на экране было изображение примерно одного - двух периодов напряжения и тока.

Определите по осциллографу все указанные ниже величины.

Амплитудное значение напряжения: Um = A∙mU2 =В,

где А =дел. – амплитуда кривой напряжения на экране осциллографа в делениях сетки,

mU2 =В/дел. – чувствительность второго канала осциллографа.

Амплитудное значение тока: мA,

где В =дел. - амплитуда кривой тока в делениях сетки,

mU1 =В/дел. - чувствительность первого канала осциллографа,

R = 100 Ом – сопротивление шунта, с которого снимается сигнал тока.

Действующее значение напряжения В.

Действующее значение тока мА.

Период Т = С∙mtмс,

где С =................................. дел. - период в делениях сетки осциллографа,

mt =....................................... мс/дел. - чувствительность осциллограф по каналу развёртки.

Частота =––––––––– =Гц.

Угловая частота ω = 2∙π∙f =1/с.

Фазовый сдвиг = –––––––––––––=_______ град

φ = 360∙D/С =.......................... град.,

где D =................................ дел. – сдвиг тока и напряжения в делениях сетки осциллографа,

С =........................................ дел. – период в делениях сетки осциллографа.

 

Запишите результаты измерений и вычислений в табл. 1.

 

таблица. 1.

Средства измерения Um, v Im, mA U, v I, mA T, mS f, Hz ω, рад./с φ, град u(T/3), v
Осциллограф                    
Мультиметр - -     - - - -   -

 

• Измерьте U и I с помощью мультиметров, занесите результаты в табл. 2.1 и сравните с результатами измерения осциллографом.

• Выберите масштабы и изобразите действующие значения тока и напряжения на векторной диаграмме (рис. 4).

Контрольные вопросы:

1. Дать определения основных понятий синусоидальных величин.

2. Описать ход работы.

3. Проанализировать результат.

 

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.