МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ЗВІТ
до лабораторної роботи №4
з курсу:
«Основи теорії кіл, сигналів та процесів у системах технічного захисту»
на тему:
«ДОСЛІДЖЕННЯ ЛІНІЙНОГО ЕЛЕКТРИЧНОГО КОЛА ЗМІННОГО СТРУМУ ПРИ ПОСЛІДОВНОМУ З’ЄДНАННІ ЕЛЕМЕНТІВ»
.
Львів — 2016
4.1. Мета роботи.
Ознайомлення з властивостями електричного кола змінного струму з послідовним з’єднанням резистивного, індуктивного та ємнісного елементами і експериментальне визначення параметрів цих елементів.
Лабораторна робота проводиться у два етапи: фізичний експеримент, віртуальний експеримент.
ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
4.2. Фізичний експеримент
4.2.1. Ознайомитись з лабораторним стендом.
4.2.2. Увімкнути комп’ютер кнопкою на системному блоці. Завантажити програму для роботи з осцилографом (аналогово-цифровим перетворювачем) DISco2 (ярлик DISco на робочому столі).
4.2.3. Скласти електричне коло за схемою, зображеною на рис. 4.1.а. Блок DIS на схемі – це осцилограф DISco, який має три виводи (червоного кольору, чорного кольору і спільний провід).
4.2.4. Дослідити електричне коло з послідовним з’єднанням резистора R і котушки індуктивності (Rк, Lк). Увімкнути джерело живлення змінного струму. На екран виведуться часові залежності uR(t) і uк(t). В нижній частині екрану [Загальні параметри сигналів] подаються значення величини напруги і частоти (U – діюче значення, F – частота). Результати експерименту напруги UR та UК і зсув фаз між ними T2-T1 записати в табл. 4.1 та зберегти файл-фото екрану з розширенням rk1.bmp. Для визначення кута зсуву фаз між напругою uк(t) і струмом і(t) необхідно за допомогою мишки встановити маркери 1 (фіолетовий) і 2 (зелений) у верхній частині екрану на точки переходу напруг uR(t) і uк(t) через нуль. Попередньо у вікні [Аналогові сигнали] вибрати [оброблення] і ввімкнути дію . В нижній частині [Параметри сигналів під маркером] отримаємо значення зміщення в часі Т2 – Т1 між цими координатами. AA
4.2.5. Перемкнути виводи пристрою DISco2 згідно схеми рис. 4.1.б. На екран виведуться часові залежності u(t) і uR(t). Результати експерименту напругу U (канал А) і зсув фаз між напругою u(t) і струмом iR(t) T2-T1 записати в табл. 4.1 та зберегти файл-фото екрану з розширенням rk2.bmp. Зсув фаз між напругою u(t) і струмом і(t) визначити аналогічно з п.4.2.4. Вимкнути джерело живлення.
/
4.2.6. Скласти електричне коло за схемою, зображеною на рис. 4.2.а. Дослідити електричне коло з послідовним з’єднанням резистора R і конденсатора С.
4.2.7. Увімкнути джерело живлення змінного струму. На екран виведуться часові залежності uR(t) і uс(t). Результати експерименту напруги UR та UС і зсув фаз між ними T2-T1 записати в табл. 4.1 та зберегти файл-фото екрану з розширенням rc1.bmp. Зсув фаз між напругою uс(t) і струмом і(t) визначити аналогічно з п.4.2.4.
4.2.8. Перемкнути виводи пристрою DISco2 згідно схеми рис. 4.2.б. На екран виведуться часові залежності u(t) і uR(t). Результати експерименту напругу U (канал А) і зсув фаз між напругою u(t) і струмом i(t) T2-T1 записати в табл. 4.1 та зберегти файл-фото екрану з розширенням rс2.bmp. Вимкнути джерело живлення./
4.2.9. Скласти електричне коло за схемою, зображеною на рис. 4.3. Дослідити електричне коло з послідовним з’єднанням резистора R, котушки індуктивності (Rк, Lк) і конденсатора С.
4.2.10. Увімкнути джерело живлення змінного струму. . На екран виведуться часові залежності u(t) і uR(t). Результати експерименту напруги U та UR і зсув фаз між ними T2-T1. записати в табл. 4.1 та зберегти файл-фото екрану з розширенням rlc1.bmp. Зсув фаз між напругою u(t) і струмом і(t) визначити аналогічно з п.4.2.4.
/
4.2.11. Перемкнути виводи пристрою DISco2 згідно схеми рис. 4.4.а. На екран виведуться часові залежності uК(t) і uR(t). Результати експерименту напругу UК (канал А) і UR (канал В) та зсув фаз між ними T2-T1 записати в табл. 4.1 та зберегти файл-фото екрану з розширенням rlс2.bmp.
4.2.12. Поміняти місцями котушку індуктивності та конденсатор схема 4.4.б. На екран виведуться часові залежності uС(t) і uR(t). Результати експерименту напругу UС (канал А) і UR (канал В) та зсув фаз між ними T2-T1 записати в табл. 4.1 та зберегти файл-фото екрану з розширенням rlс3.bmp. Вимкнути джерело живлення. /
4.2.13. Виміряти опір резистивного елемента R=142 Ом.
4.3. Опрацювання дослідних даних фізичного експерименту.
4.3.1. За результатами вимірювань обчислити всі, вказані в табл. 4.1, величини.
4.4. Віртуальний експеримент.
4.5. Опрацювання дослідних даних віртуального експерименту.
4.5.1. За результатами експерименту обчислити всі, вказані в табл. 4.2, величини. Порівняти їх з результатами фізичного експерименту й зробити висновки
4.5.2. За даними експериментів і відповідних обчислень побудувати векторні діаграми напруг та струмів для реостата, котушки індуктивності, конденсатора, всього кола.
4.5.3. За даними експерименту п. 4.2.4 обчислити значення реактивної та повної потужності.
R —L
R—C
R—L—C
Реостат UR
Котушка індуктивності UL
Все коло U
Реостат UR
Конденсатор UC
Все коло U
Реостат UR
Котушка індуктивності UL
Конденсатор UC
Все коло U
Вимір
U
В
22,45
9,725
30,15
16,23
25,22
30,56
18,5
5,903
28,98
30,56
T2-T1
мс
0
2,375
0,875
0
-4,8
3,37
0
4,125
-5
-2,75
Обчислення
I=UR/R
А
0,158
0,158
0,158
0,114
0,114
0,114
0,129
0,129
0,129
0,129
φ=360(T2-T1)f
град
0
42,75
15,75
0
86,4
60,66
0
74,25
90
49,5
R —L
R—C
R—L—C
Реостат UR
Котушка індуктивності UL
Все коло U
Реостат UR
Конденсатор UC
Все коло U
Реостат UR
Котушка індуктивності UL
Конденсатор UC
Все коло U
Вимір
U
В
27,64
8,53
30,15
16,54
25,97
30,65
18,63
5,7
29,4
30,56
T2-T1
мс
0
4,38
0,83
0
-4,87
-3,3
0
4,29
-4,79
-2,72
Обчислення
I=UR/R
А
0,195
0,195
0,195
0,116
0,116
0,116
0,13
0,13
0,13
0,13
φ=360(T2-T1)f
град
0
78,84
14,94
0
-87,66
-59,6
0
77,22
-86,22
-48,96
Z
Ом
142
43,7
155
142
223,8
264,2
142
43,8
226
235
R
Ом
142
8,45
149,7
142
9,13
133,6
142
9,68
14,9
154,2
X
Ом
0
42,8
39,9
0
223,2
227,8
0
42,7
-225,5
-177,2
Y
См
0,007
0,0228
0,0064
0,007
0,0044
0,0037
0,007
0,0228
0,0044
0,0042
G
См
0,007
0,044
0,0061
0,007
1.796
0,0018
0,007
0,0504
2.901
0,0027
B
См
0
0,223
0,0164
0
0,0044
0,0032
0
0,0222
0,0044
0,00361
ФОРМУЛИ ДЛЯ ОБРОБЛЕННЯ ДОСЛІДНИХ ДАНИХ