Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра теоретических основ электротехники

 

 

 

ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ 2

 Методические указания к выполнению лабораторных работ

(для студентов специальностей 5В071900, 5В070400,

5В070300, 5В074600, 5В071600)

 

 

 

 

Алматы 2012 

Составители: З.И.Жолдыбаева, Е.Х.Зуслина, Т.И.Коровченко. Теория электрических цепей 2. Методические указания к выполнению лабораторных работ (для студентов специальностей 5В071900, 5В070400, 5В070300, 5В074600, 5В071600). – Алматы: АУЭС, 2012. – 36 с.

 

Методические указания к выполнению лабораторных работ содержат 6 лабораторных работ по трём разделам: переходные процессы, цепи с распределёнными параметрами, нелинейные электрические цепи.

Каждая лабораторная работа включает: цель работы, подготовку к работе, порядок выполнения работы, оформление и анализ результатов работы, выводы о проделанной работе. Методические указания к выполнению лабораторных работ предназначены для студентов специальностей 5В071900, 5В070400, 5В070300, 5В074600, 5В060200, 5В071600, 5В100200.

 

Ил. 16, табл. 22, библиогр.- 9 назв.

 

Рецензент: канд. техн. наук, профессор Г.С. Казиева  канд. физ-мат. наук, доцент А.А. Аманбаев

 

Печатается по плану издания НАО «Алматинский университет энергетики и связи» на  2012 г.

 

                     

 Ó НАО «Алматинский университет энергетики и связи», 2012 г.

 

Ведение

Курс «Теория электрических цепей 2» имеет исключительное значение для формирования научного кругозора специалистов в области радиотехники и связи, вычислительной техники, приборостроения, информационных технологий, космической техники.

Лабораторный практикум ставит задачу помочь студентам в успешном изучении курса «Теория электрических цепей 2» и в получении навыков исследования с помощью физического эксперимента, а также путем моделирования на персональном компьютере различных режимов работы электрических цепей.

Методические указания к выполнению лабораторных работ по ТЭЦ 2 содержат описания 6 лабораторных работ по трём разделам курса «Теория электрических цепей 2»: «Переходные процессы», «Цепи с распределёнными параметрами», «Нелинейные электрические цепи». В разделе «Переходные процессы» даны описания трёх лабораторных работ: «Короткое замыкание в RC-цепи», «Короткое замыкание в RL-цепи» и «Переходные процессы в RLC- цепи», в которой экспериментально исследуются различные виды разряда конденсатора через индуктивность и резистивное сопротивление. В разделе «Цепи с распределёнными параметрами» дано описание лабораторной работы «Исследование различных режимов в линии без потерь». В разделе «Нелинейные электрические цепи» дано описание двух лабораторных работ: «Исследование электрической цепи постоянного тока с нелинейными  резистивными элементами» и «Исследование цепей с электрическими вентилями». Лабораторные работы по разделам «Переходные процессы» и «Нелинейные электрические цепи» выполняются на Универсальных учебно-исследовательских лабораторных стендах УИЛС-2, лабораторная работа «Исследование различных режимов в линии без потерь» на персональном компьютере с использованием программы «Electronics Workbench». Каждая лабораторная работа включает: цель работы, подготовку к работе, задания к выполнению лабораторной работы, оформление и анализ результатов работы, выводы о проделанной работе.

Стенд УИЛС-2 представляет собой стол, на котором закреплен пульт, состоящий из корпусов активных и пассивных блоков, собираемых в схемы на наборном поле. В состав стенда входят 29 наборных элементов и соединительные провода со штекерами. Источники питания представлены корпусом активных блоков, содержащим блок постоянного напряжения БПН, блок переменного напряжения БПрН, блок трехфазного напряжения БТН. Корпус пассивных блоков, содержит блок переменного сопротивления БПС, блок переменной индуктивности БПИ, блок переменной емкости БПЕ.

         БПН содержит:

- регулируемый источник постоянного стабилизированного напряжения с напряжением на выходе от 0 до 25 В;

- нерегулируемый источник постоянного напряжения с напряжением на выходе около 20 В;

- «электронный ключ», применяемый для исследования переходных процессов.

Оба источника напряжения снабжены схемой защиты от короткого замыкания и перегрузок. Ток срабатывания защиты

БПрН представляет собой источник однофазного переменного напряжения  регулируемой частоты синусоидальной, прямоугольной и треугольной формы. Схема снабжена электронной защитой от короткого замыкания и перегрузок. Ток срабатывания защиты

БТН является источником трехфазного напряжения промышленной частоты. Все фазы электрически не зависят друг от друга. Каждая фаза снабжена электронной защитой от короткого замыкания и перегрузок. Ток срабатывания защиты

БПС состоит из трех нерегулируемых резисторов  и трех регулируемых схем резисторов . Регулирование сопротивления  осуществляется ступенчато с помощью соответствующих переключателей.

БПИ состоит из трех нерегулируемых катушек индуктивности  и трех регулируемых схем индуктивности . Регулирование индуктивности осуществляется ступенчато с помощью соответствующих переключателей.

БПЕ состоит из трех нерегулируемых конденсаторов и трех регулируемых емкостей . Регулирование емкости осуществляется ступенчато с помощью соответствующих переключателей.

На лицевых панелях блоков расположены органы сигнализации (индикаторы, лампы), органы управления (ручки переключателей, тумблеры, кнопки) и измерительные приборы.

НП представляет собой панель с 67 парами определенным образом соединенных гнезд, предназначенных для подключения и установки наборных элементов НЭ, представляющих собой элементы исследуемых цепей. НЭ выполнены в виде прозрачных пластмассовых коробочек, в торце которых имеется вилка, а внутри впаяны элементы электрических цепей.

Для включения активного блока тумблер СЕТЬ установить в положение ВКЛ, при этом загорится индикатор СЕТЬ.

Измерительные приборы БПН и БПрН предназначены для контроля величины тока и напряжения регулируемых источников напряжения. Регулирование осуществляется с помощью потенциометра.

Частота в БПрН регулируется переключателем ступенчато через 1 кГц и потенциометром плавно. Когда потенциометр ЧАСТОТА ПЛАВНО находится в крайнем правом положении, то частота выходного напряжения соответствует величине, указанной на переключателе ступенчатой регулировки с точностью .

Величину напряжения на выходе каждой фазы БТН можно регулировать ступенчато с помощью переключателей от 1В до 9 В и от 0 до 30 В.

При возникновении короткого замыкания либо перегрузки (неправильно собрана схема) в блоках срабатывает электронная защита, при этом загораются индикаторы ЗАЩИТА. После устранения причин возникновения короткого замыкания либо исправления ошибки в набранной схеме необходимо, нажав кнопку ЗАЩИТА, вернуть схему блока в рабочее положение, при этом индикатор гаснет.

Методические указания к выполнению лабораторных работ предназначены для студентов специальностей бакалавриата 5В071900, 5В070400, 5В070300, 5В074600, 5В060200, 5В071600, 5В100200 и соответствуют государственным образовательным стандартам высшего профессионального образования по вышеназванным специальностям.

 

1 Лабораторная работа № 1. Короткое замыкание в RC-цепи

Цель работы: получение навыков экспериментального исследования переходных процессов в цепи с последовательным соединением резистивного и ёмкостного элементов.

 

         1.1 Подготовка к работе

 

         Повторить разделы дисциплины ТЭЦ 2: «Возникновение переходных процессов и законы коммутации. Переходный, принуждённый и свободный режимы», «Переходные процессы в RC-цепи» [Л.1 с.157-161, 164-167; Л.2 с.234-236, 241-243; Л.6 с.212-215; Л.8 с. 5-10, 15-16; Л.9 с. 4-11].

 

         Ответить на вопросы и выполнить следующее:

         1) В каких цепях и при каком условии возникают переходные процессы?

         2) Записать законы коммутации и определить независимое начальное условие для RC-цепи после замыкании электронного ключа (ЭК) (см. рисунок 1.1).

         3) Какие режимы называются: переходным, принуждённым и свободным? Записать принужденный свободный и переходный токи и принуждённое, свободное и переходное напряжения на ёмкости после коммутации (ЭК замыкается) при коротком замыкании RC-цепи (см. рисунок 1.1).

          4) Нарисовать графики uC(t), i(t).

         5) Каков физический смысл постоянной времени цепи? Чему равна постоянная времени RC-цепи? Как экспериментально определить постоянную времени цепи?

         6) Что называют  коэффициентом затухания цепи, записать коэффициент затухания для RC-цепи.

 

         1.2 Задания к выполнению лабораторной работы

 

         1.2.1 Собрать цепь (см. рисунок 1.1).

         1.2.2 Установить значения Uвх, R и C согласно варианту (см. таблицу 1.1), R1=50 –100 Ом.

         1.2.3 На вход осциллографа подать напряжение с конденсатора.

         1.2.4 Срисовать в масштабе полученную кривую uC(t) после коммутации (ЭК замыкается) при коротком замыкании RC-цепи.

         1.2.5 На вход осциллографа подать напряжение с резистора, срисовать полученную кривую uR(t) после коммутации (ЭК замыкается) при коротком замыкании RC-цепи. Кривая uR(t)  в соответствующем масштабе представляет собой кривую тока i(t), так как  .

         1.2.6 Изменить согласно варианту один из параметров цепи (см. таблицу 1.2), срисовать в масштабе новые кривые uC(t) и uR(t) [i(t)].

 

         1.3 Оформление и анализ результатов работы

 

         1.3.1 Рассчитать постоянную времени t1 и коэффициент затухания цепи a1, для параметров цепи согласно заданному варианту (см. таблицу 1.1) и t2, a2 согласно варианту (см. таблицу 1.2). Результаты расчета записать в таблицу 1.3 (строка – «теоретический расчёт»).

         1.3.2 По кривым напряжения uC(t) определить постоянную времени t1 и коэффициент затухания цепи a1 (пункт 1.2.4) и t2, a2 (пункт 1.2.6). Результаты расчета записать в таблицу 1.3 (строка – «эксперимент»).

         1.3.3 Рассчитать напряжение uC(t) и ток i(t) после коммутации (ЭК замыкается) при коротком замыкании RC-цепи на основе известных параметров цепи согласно заданному варианту (см. таблицу 1.1). Результаты расчёта uC(t) и i(t) занести в таблицу  1.4 (где τ1 постоянная времени, рассчитанная теоретически).

1.3.4 По результатам расчёта построить графики напряжения uC(t) и тока i(t).

         1.3.5  Сделать выводы по проделанной работе: проанализировать влияние величины сопротивления R или ёмкости С на постоянную времени цепи t и соответственно, на скорость протекания переходного процесса; определить время разрядки конденсатора. Проанализировать полученные графики uC(t) и i(t).

                                      Рисунок 1.1

 

Таблица 1.1 - Варианты задания к лабораторной работе

№ варианта

Uвх,В

R,Ом

С,мкФ

1

10

300

4

2

15

400

2

3

12

200

5

4

10

600

5

5

15

500

3

 

Таблица 1.2 - Варианты задания к лабораторной работе

№ варианта

Uвх,В

R,Ом

 

С,мкФ

1

10

600

4

2

15

400

4

3

12

400

5

4

10

300

5

5

15

500

6

 

Таблица 1.3 - Постоянная времени цепи и коэффициент затухания

Вид исследования

τ1

α1,1/с

τ1

α1,1/с

Теоретич. расчет

 

 

 

 

Эксперим.

 

 

 

 

 

Таблица 1.4 - Напряжение и ток на емкости в RC-цепи

t,c

0

τ1

2τ1

3τ1

4τ1

uC(t)

 

 

 

 

 

i(t)

 

 

 

 

 

 

 

Методические указания.

Напряжение uC(t) и ток i(t) после коммутации (ЭК замыкается) при коротком замыкании RC-цепи рассчитываются по формулам:

;  ,

где − постоянная времени RC-цепи;

α − коэффициентом затухания,

величина обратная постоянной времени .

Постоянная времени цепи τ увеличивается с увеличением величины резистивного сопротивления и емкости и, соответственно, уменьшается коэффициент затухания α. Отсюда следует, что чем больше сопротивление и емкость, тем медленнее происходит разряд конденсатора.

         Для графического определения постоянной времени RC-цепи τ проводим касательную в любой точке С кривой напряжения uC(t), полученной экспериментально с помощью осциллографа, и из точки С опускаем перпендикуляр на ось абсцисс (ось времени t). Постоянная времени τ определяется величиной подкасательной BD: , где mt – масштаб по оси времени. Масштаб по оси времени можно определить из условия, что электронный ключ (ЭК) замыкается и размыкается с частотой f=50 Гц и с

периодом , t1− время, в течение которого ЭК разомкнут, t2

− время, в течение которого ЭК замкнут (см. рисунок 1.2).

Рисунок 1.2

 

 

 

2 Лабораторная работа №2. Короткое замыкание в RL-цепи

Цель работы: получение навыков экспериментального исследования переходных процессов в цепи с последовательным соединением резистивного и индуктивного элементов.

 

         2.1 Подготовка к работе

 

         Повторить разделы дисциплины ТЭЦ 2: «Возникновение переходных процессов и законы коммутации. Переходный, принуждённый и свободный режимы», «Переходные процессы в RL-цепи» [Л.1 с.157-164; Л.2 с. 234-241; Л.6 с. 212-215; Л.8 с. 5-15; Л.9 с. 4-11].

 

         Ответить на вопросы и выполнить следующее:

         1) В каких цепях и при каких условиях возникают переходные процессы?

         2) Записать законы коммутации и определить независимое начальное условие для RL-цепи после коммутации при замыкании электронного ключа (ЭК) (см. рисунок 2.1).

         3) Какие режимы называются: переходным, принуждённым и свободным? Записать принужденный, свободный и переходный  токи, и принуждённое, свободное и переходное напряжения на индуктивности после коммутации (ЭК замыкается) при коротком замыкании в RL-цепи. (см. рисунок 2.1).

          4) Нарисовать графики i(t) и uL(t).

         5) Каков физический смысл постоянной времени цепи? Чему равна постоянная времени RL-цепи? Как экспериментально определить постоянную времени цепи?

         6) Чему равен коэффициент затухания в RL-цепи?

         2.2 Задания к выполнению лабораторной  работы

         2.2.1 Собрать цепь (см. рисунок 2.1).

         2.2.2 Установить значения Uвх, L=L1 согласно варианту (см. таблицу 2.1). Сопротивление R= 2¸ 6 Ом, R1= 50¸200 Ом.

         2.2.3 Записать в таблицу 2.2 значение напряжения Uвх, значение индуктивности L1. Измерить сопротивление R1, R и сопротивление катушки индуктивности RК1 (RК1– резистивное сопротивление катушки индуктивности с индуктивностью L1). Результаты записать в таблицу 2.2.

         2.2.3 На вход осциллографа подать напряжение с резистора R, срисовать полученную кривую uR(t) после коммутации (ЭК замыкается) при коротком замыкании RL-цепи. Кривая uR(t) в соответствующем масштабе представляет собой кривую тока .

         2.2.4 Изменить согласно варианту индуктивность L=L2 (см. таблицу 2.1) и записать значение индуктивности L2 в таблицу 2.2. Измерить сопротивление катушки индуктивности RК2 (RК2– резистивное сопротивление катушки индуктивности с индуктивностью L2).

2.2.5 На вход осциллографа подать напряжение с резистора R, срисовать полученную кривую тока i(t) для индуктивности L2.

 

         2.3 Оформление и анализ результатов работы

 

         2.3.1 Рассчитать постоянные времени t1, t2 и коэффициенты затухания a1, a2  RL-цепи, согласно заданному варианту (см. таблицу 2.1). Учесть, что эквивалентное резистивное сопротивление цепи RЭ=R+Rк, где Rк – резистивное сопротивление катушки индуктивности. Результаты расчета записать в таблицу 2.3 (строка – «теоретический расчёт»).

         2.3.2 По кривым i(t) в RL-цепи для двух значений индуктивности L1и L2 определить постоянную времени t1 и коэффициент затухания a1 (пункт 2.2.3) и t2, a2 (пункт 2.2.5). Результаты расчета записать в таблицу 2.3 (строка – «эксперимент»).

         2.3.3 Рассчитать ток i(t) и напряжение uL(t) после коммутации (ЭК замыкается) при коротком замыкании  RL-цепи, на основе известных параметров цепи, согласно заданному варианту (см. таблицу 2.1), для индуктивности L=L1. Результаты расчёта i(t) и uL(t) занести в таблицу 2.4 (где τ1 постоянная времени, рассчитанная теоретически).

2.3.4 По результатам расчётов построить графики тока i(t) и напряжения uL(t).

2.3.5 Сделать выводы по проделанной работе: проанализировать влияние величины индуктивности L на постоянную времени t RL-цепи и на скорость протекания переходного процесса; сравнить расчетные и экспериментальные кривые i(t), проанализировать графики зависимости от времени тока i(t) и напряжения на индуктивности uL(t).

            

 

Рисунок 2.1

                                   

 

Таблица 2.1 - Варианты задания к лабораторной работе

№ варианта

Uвх,В

L1,мГн

L2,мГн

1

10

20

10

2

15

25

50

3

12

30

15

4

20

60

30

5

15

40

20

 

Таблица 2.2 - Напряжение на входе и параметры цепи

UВХ, В

R1, Ом

R, Ом

L1, мГн

RК1, Ом

L2, мГн

RК2, Ом

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.3 - Постоянная времени цепи и коэффициент затухания

Вид исследования

τ1

α1,1/с

τ1

α1,1/с

Теоретич. расчет

 

 

 

 

Эксперим.значения

 

 

 

 

 

Таблица 2.4 - Ток и напряжение на индуктивности

t,c

0

τ1

2τ1

3τ1

4τ1

i(t)

 

 

 

 

 

uL (t)

 

 

 

 

 

 

Методические указания.

         Ток в цепи i(t) и напряжение на индуктивности uL(t) в режиме короткого замыкания RL-цепи (ЭК размыкается) рассчитываются по формулам:

    ,

где − постоянная времени RL-цепи;

α − коэффициентом затухания, величина обратная постоянной времени ;

 RЭ=R+Rк – эквивалентное резистивное сопротивление RL-цепи; Rк –резистивное сопротивление катушки индуктивности. Постоянная времени цепи τ увеличивается с увеличением индуктивности и уменьшением величины эквивалентного резистивного сопротивления RL-цепи и, соответственно, уменьшается коэффициент затухания α.

Для графического определения постоянной времени τ для RL-цепи проводим касательную в любой точке С кривой тока i(t), полученной экспериментально с помощью осциллографа, и из точки С опускаем перпендикуляр на ось абсцисс (ось времени t). Постоянная времени τ определяется величиной подкасательной BD: , где mt – масштаб по оси времени. Масштаб по оси времени можно определить из условия, что электронный ключ (ЭК) замыкается и размыкается с частотой f=50 Гц и с периодом , t1− время, в течение которого ЭК замкнут, t2 − время, в течение которого ЭК разомкнут (см. рисунок 2.2).

 

Рисунок 2.2

 

 

 

 

3 Лабораторная работа № 3. Переходные процессы в RLC- цепи

 

         Цель работы: получение навыков экспериментального исследования апериодического и колебательного разрядов конденсатора.

 

          3.1 Подготовка к работе

 

         Повторить раздел курса ТЭЦ «Переходные процессы в цепи R-L-C» [Л.1 с.157-161,167-172; Л.2 с. 234-236, 244-249; Л.6 с. 212-215; Л.8 с.5-9, 17-20; Л.9 с. 4-8, 11-14].

Ответить на вопросы и выполнить следующее:

1) Определить независимые начальные условия  в режиме короткого замыкания RLC-цепи при замыкании ЭК (см. рисунок 3.1).

         2) Записать дифференциальное уравнение по второму закону Кирхгофа для свободных составляющих напряжений RLC-цепи и соответствующее ему характеристическое уравнение.

         3) При каких корнях характеристического уравнения в RLC-цепи возникает апериодический разряд конденсатора? Написать уравнения для uC(t), i(t), uL(t) при апериодическом разряде конденсатора (ЭК замыкается, см. рисунок 3.1). Привести графики этих величин.

         4) При каких корнях характеристического уравнения в RLC-цепи возникает колебательный разряд конденсатора? Написать уравнения для uC(t), i(t), uL(t) при колебательном разряде конденсатора (ЭК замыкается, см. рисунок 3.1). Привести графики этих величин.

         5) Записать логарифмический декремент колебания.

         6) Как определить коэффициент затухания a и частоту собственных (свободных) колебаний wсв расчётным и опытным путём (по графику)? Как эти величины зависят от R, L и C?

         7) Критическое сопротивление RLC-цепи. Какой режим  RLC-цепи называется критическим? При каких корнях характеристического уравнения в RLC-цепи возникает критический разряд конденсатора? Написать уравнения для uC(t), i(t), uL(t) при критическом разряде конденсатора (ЭК замыкается, см. рисунок 3.1). Привести графики этих величин.

 

         3.2 Задания к выполнению лабораторной работы

 

         3.2.1 Собрать цепь (см. рисунок 3.1)

         3.2.2 Установить значения R, L и C согласно варианту (см. таблицу 3.1). Измерить и записать сопротивление катушки Rк. Напряжение на входе установить порядка 10¸20В и записать установленное значение напряжения  Uвх в таблицу 3.2, R1=50¸100 Ом.

         3.2.3 На вход осциллографа подать напряжение с конденсатора.

         3.2.4 Срисовать в масштабе осциллограмму напряжения uC(t), для колебательного разряда конденсатора. ЭК в RLC-цепи замыкается (см. рисунок 3.1).

3.2.5 На вход осциллографа подать напряжение с резистора R, срисовать полученную кривую uR(t) после коммутации (ЭК замыкается). Кривая uR(t)  в соответствующем масштабе представляет собой кривую тока .

         3.2.6 На вход осциллографа подать напряжение с индуктивности.

Срисовать в масштабе полученную кривую  после коммутации (ЭК замыкается).  Если пренебречь активным сопротивлением катушки Rк, можно считать, что  (см. рисунок 3.1).

         3.2.7 Добиться критического режима в цепи, меняя сопротивление R. Записать величину, полученного экспериментально, сопротивления Rкр в таблицу 3.2 (строка – «эксперимент»). Учесть сопротивление катушки Rк. Зарисовать полученную осциллограмму напряжения uC(t). ЭК в RLC-цепи  замыкается (см. рисунок 3.1).

3.2.8 Установить сопротивление R= 2 RКР. Зарисовать осциллограммы тока i(t) и напряжений uC(t), uL(t) при апериодическом разряде конденсатора. ЭК в RLC-цепи замыкается (см. рисунок 3.1).

 

3.3 Оформление и анализ результатов работы

 

3.3.1 Рассчитать, согласно заданному варианту, коэффициент затухания a, частоту свободных колебаний wсв, период свободных колебаний ТСВ и критическое сопротивление RКР по формулам, приведённым в приложении, (где RКОНТ=R+RК, RК – сопротивление катушки). Результаты записать в таблицу 3.2.(строка – «теоретический расчет»).

 3.3.2 По полученной кривой напряжения uC(t) для колебательного разряда конденсатора (пункт 3.2.4) рассчитать экспериментальные значения a(ЭКСП) и wСВ (ЭКСП). Результаты записать в таблицу 3.2 (строка – «эксперимент»).

 3.3.3 Сделать выводы по проделанной работе: сравнить расчётные значения a, wСВ, Rкр с экспериментальными, проанализировать влияние величины сопротивления RКОНТ на характер разряда конденсатора.

 

Таблица 3.1 - Варианты задания к лабораторной работе

№ варианта

R, Ом

L, мГн

С, мкФ

1

1

10

4

2

1

20

3

3

1

20

2

4

1

15

2

5

1

10

3

                              

 

 

Рисунок 3.1

 

 

Таблица 3.2 - Входное сопротивление и параметры цепи

Uвх=       ,  R=       ,  L=      ,  RК=       ,  C=      

Вид исследования

wСВ, рад/с

ТСВ, с

α, 1/с

Rкр, Ом

Теоретич. расчет

 

 

 

 

Эксперим.

 

 

 

 

 

         Методические указания.

 

         Для RLC- цепи (см. рисунок 3.1) характеристическое уравнение имеет вид:

,

 корни характеристического уравнения определяются по формуле:

.

Критическое сопротивление RLC- цепи равно: .

Характер разряда конденсатора зависит от вида корней характеристического уравнения, т.е. от параметров RLC- цепи. Если > RКР, корни характеристического уравнения вещественные и различные, разряд конденсатора апериодический. Если = RКР, корни характеристического уравнения вещественные и равные, имеет место предельный случай апериодического разряда конденсатора. Если < RКР, корни характеристического уравнения комплексно-сопряженные, разряд конденсатора колебательный (см. рисунок 3.2).

         Таким образом, критическое сопротивление контура RКР равно наименьшему сопротивлению контура, при котором разряд конденсатора имеет ещё апериодический характер.

Если в RLC-цепи характер разряда конденсатора колебательный и осциллограмма имеет вид, как на рисунке 3.2, то для экспериментального

определения критического сопротивления RКР следует увеличивать сопротивление контура до того значения, пока на осциллограмме не исчезнет последнее колебание и не установится предельный апериодический разряд.

         Для колебательного разряда конденсатора коэффициент затухания a (расч.), частота собственных (свободных) колебаний wСВ (расч.) определяется по формулам:

.

         Экспериментальные значения a(эксп.) и w св (эксп.) определяются по полученной кривой напряжения .

                                                 Рисунок 3.2

 

Частоту свободных колебаний w св (эксп) можно рассчитать по формуле ,

где  − период свободных колебаний, определяется по осциллограмме, масштаб по оси времени находится так же, как и в лабораторной работе №1;

 t2 − время, в течение которого ЭК замкнут (см. рисунок 3.2).

Экспериментальное значение a(эксп.) рассчитывается по логарифмическому декременту колебания:

 ,

где − напряжение на конденсаторе в момент времени t;

 − напряжение на конденсаторе в момент времени t+TCB.

 

4 Лабораторная работа № 4. Исследование различных режимов в линии без потерь

 

         Цель работы: получение навыков исследования различных режимов в линии без потерь путём компьютерного моделирования на персональном компьютере с использованием программы “Electronics Workbench”.

 

         4.1 Подготовка к работе

 

Повторить раздел «Цепи с распределёнными параметрами. Линия без потерь» [Л.1 с.326-352; Л.2 с.344-362, Л.6 с.289-295,312-321; Л.8 с.36-50; Л.9 с.56-69].

 

         Ответить на вопросы и выполнить следующее:

         1) Какие величины называются первичными параметрами линии?

         2) Какая линия называется линией без потерь?

         3) Какие величины называются вторичными параметрами линии?

         4) Как определяются вторичные параметры для линии без потерь?

         5) Записать уравнения передачи линии без потерь.

         6) Какая нагрузка называется согласованной? Чему равно входное сопротивление линии при согласованной нагрузке?

         7) При какой нагрузке в линии без потерь наблюдается режим стоячих волн?

         8) Как определяется входное сопротивление короткозамкнутой линии без потерь?

         9) Как определяется входное сопротивление разомкнутой линии без потерь?

         10) Рассчитать ZB, l, k1, k2, L1, C2 согласно заданному варианту (см. таблицу 4.1). Исходные данные и результаты расчётов записать в таблицу 4.2.

         11) Рассчитать (согласно заданному варианту) токи, напряжения, для различных режимов работы линии (см. Методические указания). Результаты расчётов занести в таблицу 4.3 (строка – «теоретический расчет»).

 

Таблица 4.1 - Варианты задания к лабораторной работе

Гц

, м

1

10

108

0,375

1,57

7,1

800

2

15

108

0,5

1,67

6,67

1000

3

20

107

3,75

2,0

5,57

200

4

12

109

0,1

2,5

4,46

400

5

18

108

0,25

1,57

7,1

700

6

25

107

2,5

2,0

5,57

300

 

Таблица 4.2 - Параметры линии

U1, B

f, Гц

L0,

C0

ZВ, Ом

k1

k2

L1,мкГн

С2, пФ

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Таблица 4.3 - Токи и напряжения в линии

Реж.

раб.

Вид

иссл.

U1,

В

U2,

В

Т21, с

yU2

гр.

I1,

A

Т21, с

yi1

гр.

I2A

Т21, с

yi2

гр.

 

ZН=RН

теор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эксп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х.х

теор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эксп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К. з.

теор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эксп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Согл.

нагр.

ZН=ZВ

теор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эксп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.4 - Входное сопротивление и мощности.

Режим работы

Z1ВХ, Ом

P1, Вт

P2, Вт

ZН=RН

 

 

 

Х.х

 

 

 

К. з.

 

 

 

Согл.нагр.ZН=ZВ

 

 

 

 

Рисунок 4.1

 

         4.2 Задание к выполнению лабораторной работы

 

         4.2.1 Собрать электрическую схему (см. рисунок 4.1).

         4.2.2 Установить на генераторе действующее значение напряжения в начале линии U1, частоту f, согласно заданному варианту и рассчитанные параметры четырёхполюсника L1 и C2.

4.2.3 Установить сопротивление приёмника RН,  согласно заданному варианту. Измерить действующее значение напряжения в конце линии U2, действующие значения токов в начале линии I1 и в конце линии I2. Измерить временные сдвиги по фазе Т2-Т1 между напряжениями  и , между током i1 и напряжением и между током i2 и напряжением    непосредственно по табло Т2-Т1. Результаты записать в таблицу 4.3 (строка – «эксперимент»).

4.2.4 В режиме короткого замыкания в конце линии измерить действующее значение напряжения  U2, действующие значения токов в начале линии I1, и в конце линии I2, Измерить временные сдвиги Т2-Т1 по фазе между током i1 и напряжением и между током i2 и напряжением    непосредственно по табло Т2-Т1. Результаты записать в таблицу 4.3 (строка – «эксперимент»).

4.2.5 В режиме холостого хода в конце линии измерить действующее значение напряжения в конце линии , действующие значения токов в начале линии I1, в конце линии I2, измерить временные сдвиги по фазе Т2-Т1 между напряжениями  и , между током i1 и напряжением  непосредственно по табло Т2-Т1. Результаты записать в таблицу 4.3 (строка – «эксперимент»).

4.2.6  В режиме согласованной нагрузки ZН=ZВ измерить действующее значение напряжения  U2, действующие значения токов в начале линии I1, в конце линии I2.  Измерить временные сдвиги по фазе Т2-Т1 между напряжениями  и , между током i1 и напряжением и между током i2 и напряжением  непосредственно по табло Т2-Т1. Результаты записать в таблицу 4.3 (строка – «эксперимент»).

 

4.3 Оформление результатов работы

 

4.3.1 Рассчитать по временным сдвигам по фазе Т2-Т1 начальные фазы напряжения yU2 и токов yi1, yi2 для всех исследуемых режимов (см. методические указания). Результаты записать в таблицу 4.3 (строка– «эксперимент»)

4.3.2 Записать комплексы напряжений  и токов  для всех исследуемых режимов.

4.3.3 По экспериментальным значениям рассчитать Z1ВХ − входное сопротивление линии и мощности в начале и конце линии для всех исследуемых режимов. Результаты записать в таблицу 4.4.

4.3.4 Сделать выводы по проделанной работе: проанализировать влияние величины сопротивления нагрузки на , , входное сопротивление линии Z1ВХ и мощности в начале и конце линии.

 

Методические указания.

 

Для высокочастотных коротких по длине линий выполняются условия  R0<<wL0 и G0<<wС0, поэтому с достаточно большой для практики точностью можно пренебречь сопротивлением R0 и проводимостью утечки G0 и рассматривать линию как линию без потерь.

 При исследовании различных режимов в линии путём компьютерного моделирования линия рассматривается как симметричный четырёхполюсник, который может быть представлен симметричной Т- или П-образной схемой замещения.

 Представим линию без потерь симметричной П-образной схемой (см. рисунок 4.2).

Рисунок 4.2

 

Сопротивление Z1 и проводимость У2 для симметричной П-схемы равны:

Z1=jwL0lk1=jwL1,                                                                                                                                       (4.1)

У2 =jwC0lk2=jwC2         ,                                                                                (4.2)

,                                                                                      (4.3)

где -длина линии; L0, С0 – первичные параметры линии без потерь;

 - коэффициенты;

w=2pf- угловая частота,

-коэффициент фазы.

Измерить начальные фазы напряжения и токов можно с помощью осциллографа. Для измерения начальных фаз напряжений канал А осциллографа подключают к точке 1, а канал В к точке 2. Выставив курсор 1 на ноль напряжения в начале линии , а курсор 2 на ноль напряжения в конце линии , можно измерить временной сдвиг между напряжениями  и  непосредственно по табло Т2-Т1. Фазовый сдвиг вычисляется по формуле: yU1 -yU2 = 3600(Т2-Т1)´f. Если принять, что  yU1 =0, то yU2 = -3600(Т2-Т1)´f (см. рисунок 4.3). Для измерения начальных фаз токов применяется способ преобразования тока в потенциал, который заключается во включении в цепь измеряемого тока резистора с небольшим сопротивлением.

Для измерения начальной фазы тока i1 между точками 6 и 3 включают сопротивление R=1Ом, канал В осциллографа подключается к точке 3. Выставив курсор 1 на ноль напряжения , а курсор 2 на ноль тока i1, измеряют временной сдвиг между током i1 и напряжением  на табло Т2-Т1. Начальную фазу тока yi1 вычисляют по формуле: yi1 = -3600(Т2-Т1)´f.

Для измерения начальной фазы тока в конце линии i2 между точками 5 и 4 включают сопротивление R=1Ом, канал В осциллографа подключается к точке 4. Выставив курсор 1 на ноль напряжения , а курсор 2 на ноль тока i2, измеряют временной сдвиг между напряжением  и током i2 на табло Т2-Т1. Начальную фазу тока i2 вычисляют по формуле: yi2 = -3600(Т2-Т1)´f.

Токи и напряжения для различных режимов работы линии вычисляют по формулам: нагрузочный режим:

 

;

Холостой ход:

;

короткое замыкание:

;

Согласованная нагрузка:

 

 

        

Рисунок 4.3

 

5 Лабораторная работа № 5. Исследование электрической цепи постоянного тока с нелинейными резистивными элементами

 

         Цель работы: получение навыков экспериментального исследования цепей постоянного тока с нелинейными резистивными элементами.

 

         5.1 Подготовка к работе

 

         Повторить раздел «Нелинейные электрические цепи в режиме постоянного тока» [Л.1 с.233-244; Л.2 с.404-406; Л.8 с.32-36; Л.9 с.69-76].

 

         Ответить на вопросы и выполнить следующее:

         1) Какие резистивные элементы называются нелинейными?

         2) Какие резистивные элементы называются симметричными и какие несимметричными? Привести примеры симметричного и несимметричного нелинейных элементов. Изобразить их вольт-амперные характеристики.

3) Как определяются статическое Rст и дифференциальное Rд сопротивления?

         4) Показать графический расчёт цепи с одним источником ЭДС и последовательным соединением нелинейного и линейного резистивных элементов (см. рисунок 5.2).

         5) Как определяется рабочая точка нелинейного резистивного элемента?

         6) Показать графический расчёт цепи с одним источником ЭДС и параллельным соединением двух нелинейных элементов (см. рисунок 5.3).       

         7) Показать графический расчёт разветвлённой электрической цепи с двумя источниками ЭДС и НЭ (см. рисунок 5.4).

 

         5.2 Задание к выполнению лабораторной работы

 

         5.2.1 Снять вольт-амперные характеристики двух нелинейных и одного линейного  элементов (см. рисунок 5.1), (см. таблицу 5.2).

         5.2.2 Собрать электрическую цепь с последовательным соединением нелинейного и линейного резистивных элементов (см. рисунок 5.2). Установить значения входного напряжения U и линейного сопротивления  R согласно заданному варианту (см. таблицу 5.1). Записать показания всех измерительных приборов в таблицу 5.3 (строка – «эксперимент»).

         5.2.3 Собрать электрическую цепь с параллельным соединением двух нелинейных резистивных элементов (см. рисунок 5.3). Установить значения входного напряжения U согласно заданному варианту (см. таблицу 5.1). Записать показания всех измерительных приборов в таблицу 5.4 (строка – «эксперимент»).

          5.2.4 Собрать разветвлённую электрическую цепь с двумя источниками ЭДС (см. рисунок 5.4). Установить значения ЭДС и линейного сопротивления  R согласно заданному варианту (см. таблицу 5.1). Записать показания всех измерительных приборов в таблицу 5.5(строка – «эксперимент»).

 

Таблица 5.1- Варианты задания к лабораторной работе

        № варианта

1

2

3

4

5

U

10

20

15

12

18

Е1

20

15

20

20

10

Е2

15                        

20

10

12

20

R,Ом

50

80

60

70

40

 

 

Рисунок 5.1

 

Таблица 5.2 - Вольтамперные характеристики.

НЭ 1

U

 

 

 

 

 

I,mA

 

 

 

 

 

НЭ 2

U

 

 

 

 

 

I,mA

 

 

 

 

 

ЛЭ

U

 

 

 

 

 

I,mA

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5.2

 

Таблица 5.3 - Последовательное соединение элементов

Вид исследования

 

U

U1

U2

I,mA

Эксперимент

 

 

 

 

 

Графический расчёт

 

 

 

 

Рисунок 5.3

 

Таблица 5.4 - Параллельное соединение элементов

Вид исследования

 

U

I,mA

I1,mA

I2,mA

Эксперимент

 

 

 

 

 

Графический расчёт

 

 

 

 

 

Рисунок 5.4

 

Таблица 5.5- Разветвленная нелинейная электрическая цепь

Вид исследования

 

Е1

Е2

U12

I1,mA

I2,mA

I3,mA

Эксперимент

 

 

 

 

 

 

 

Графический расчёт

 

 

 

 

 

 

 

 

         5.3 Оформление и анализ результатов работы

 

         5.3.1 Построить вольт-амперные характеристики двух нелинейных и  линейного резистивных элементов.

         5.3.2 Выполнить графический расчёт для электрической цепи (см. рисунок 5.2, п.5.2.2), результаты расчёта записать в таблицу 5.3 (в строку – «графический расчет»), сравнить расчётные значения с экспериментальными. Определить рабочую точку нелинейного элемента и рассчитать статическое и дифференциальное сопротивления.

         5.3.3 Выполнить графический расчёт для электрической цепи (см. рисунок 5.3, п.5.2.3), результаты расчёта записать в таблицу 5.4 (в строку – «графический расчет»), сравнить расчётные значения с экспериментальными.

          5.3.4 Выполнить графический расчёт для электрической цепи (см. рисунок 5.4, п.5.2.4), результаты расчёта записать в таблицу 5.5 (в строку – «графический расчет»), сравнить расчётные значения с экспериментальными.

         5.3.5 Сделать выводы о проделанной работе: сравнить экспериментальные значения напряжений и токов с расчётными, оценить точность графического метода расчёта нелинейных электрических цепей.

 

Методические указания.

 

Нелинейным резистивным элементом (НЭ) называется элемент, с нелинейной вольтамперной характеристикой (ВАХ). Важными параметрами нелинейного резистивного элемента являются его сопротивления: статическое и дифференциальное.

Статическое сопротивление определяется по формуле:

,

где U0, I0 − постоянные напряжение и ток в рабочей а на ВАХ НЭ;

β − угол наклона прямой, проходящей через начало координат и рабочую точку на ВАХ НЭ (см. рисунок 5.5);

− масштаб сопротивления;

mU − напряжения;

mI − масштаб тока.

         Дифференциальное  сопротивление определяется по формуле:

,

где α − угол наклона касательной к ВАХ в рабочей точке и осью токов.

 

Рисунок 5.5

 

6 Лабораторная работа № 6. Исследование цепей с электрическими вентилями

 

Цель работы: получение навыков экспериментального исследования электрических цепей с вентилями.

        

         6.1 Подготовка к работе

 

         Повторить разделы: «Простейшие выпрямители» [Л.1 с.279-283; Л.2 с.430-435].

 

         Ответить на вопросы и выполнить следующее:

         1) Какой нелинейный элемент называется электрическим вентилем? Привести его вольтамперную характеристику.

         2) Построить график мгновенного значения тока в цепи с электрическим вентилем и активным сопротивлением (см. рисунок 6.1), если на вход цепи подаётся  синусоидальное напряжение. Построить график мгновенного значения напряжения на нагрузке. Действующее значение напряжения источника и сопротивление нагрузки даны в таблице 6.3 (согласно заданному варианту).

         3) Рассчитать (согласно заданному варианту) действующее значение UН, IН  и постоянную составляющую UНО, IНО  тока и напряжения на нагрузке, а также действующее значение переменной составляющей тока IН~ и напряжения UН~ при идеальном однополупериодном  выпрямлении. Результаты расчета записать в таблицу 6.1 (в строку – «теоретический расчет»).

         4) Построить графики мгновенных значений тока и напряжения на нагрузке для двухполупериодного выпрямителя (см. рисунок 6.2). Действующее значение напряжения источника и сопротивление нагрузки даны в таблице 6.3.

5) Определить действующий ток на входе цепи I, рассчитать (согласно заданному варианту) действующее значение UН, IН  и постоянную составляющую UНО, IНО тока и напряжения на нагрузке, а также действующее значение переменной составляющей тока IН~ и напряжения UН~ при идеальном двухполупериодном выпрямлении. Результаты расчета записать в таблицу 6.2 (в строку – теоретический расчет).

         5) Для идеальных одно- и двухполупериодного выпрямителей с активной нагрузкой рассчитать величины полной мощности S, активной мощности Р и мощности искажения Т.

          6) Нарисовать схемы одно- и двухполупериодного выпрямителей (см. рисунки 6.1, 6.2). Нарисовать таблицы 6.1, 6.2.

 

6.2 Задание к выполнению лабораторной  работы

 

6.2.1 Снять статическую вольт-амперную характеристику диода с последовательно соединенным сопротивлением в прямом и обратном направлениях при питании от источника постоянного напряжения.

         6.2.2 Собрать однополупериодный выпрямитель в соответствии со схемой (см. рисунок 6.1). Действующее значение напряжения источника и сопротивление нагрузки даны в таблице 6.1 (согласно заданному варианту). Измерить постоянную составляющую UНО, IНО  и действующее значение переменной составляющей тока IН~  и напряжения UН~  на нагрузке. Полученные данные  записать в таблицу 6.2  (в строку – «экспериментальные данные»).

         6.2.3 С помощью осциллографа зарисовать кривые мгновенных значений напряжения источника и напряжения на нагрузке.

         6.2.4 Собрать мостовой выпрямитель по схеме (см. рисунок 6.2). Установить напряжение питания и сопротивление нагрузки такими же, как в п.2.

 Измерить действующий ток I на входе цепи, постоянную составляющую UНО, IНО  и действующие значения переменных составляющих тока IН~  и напряжения UН~  на нагрузке. Полученные данные  записать в таблицу 6.3 (в строку – «экспериментальные данные»).

          6.2.5 Подключить осциллограф к нагрузке и зарисовать кривую выпрямленного напряжения.

 

         6.3 Оформление и анализ результатов работы

 

         6.3.1 На одном графике построить кривую мгновенного напряжения на нагрузке для однополупериодного выпрямителя (см. рисунок 6.1), полученную расчетным путем (подготовка к работе п.6.1.2) и кривую мгновенного напряжения на нагрузке, полученную экспериментальным путем на осциллографе. Сопоставить теоретическую кривую мгновенного напряжения на нагрузке с экспериментальной.

         6.3.2 По измеренным в п.6.2.2 для однополупериодного выпрямителя постоянным составляющим тока IНО, напряжения UНО на нагрузке и действующим значениям переменных составляющих тока IН~  и напряжения UН~ на нагрузке  рассчитать величины действующих значений тока IН, напряжения UН на нагрузке по формулам: , . Полученные значения IН, UН записать в таблицу 6.2 (в строку – «экспериментальные данные»).

         6.3.3 По результатам измерений п.6.2.2 для однополупериодного выпрямителя вычислить полную мощность источника питания S, активную мощность в нагрузке Р, мощность искажения Т и сравнить с соответствующими значениями, полученными для идеального однополупериодного выпрямителя в п.6.1.5.

         6.3.4 По измеренным при  двухполупериодном выпрямлении  в п.6.2.4 постоянным составляющим тока IНО, напряжения UНО на нагрузке и действующим значениям переменных составляющих тока IН~  и напряжения UН~ на нагрузке  рассчитать величины действующих значений тока IН, напряжения UН на нагрузке по формулам: , . Полученные значения IН, UН записать в таблицу 6.3 (в строку – «экспериментальные данные»).  

         6.3.5 По результатам измерений п.6.2.4 вычислить полную мощность источника питания S, активную мощность в нагрузке Р, мощность искажения Т и сравнить с соответствующими значениями, полученными для идеального двухполупериодного выпрямителя в п.6.1.5.

         6.3.6 Сделать выводы о проделанной работе: сравнить величины IНО, UНО, IН~ , UН~, IН, UН, S, Р, Т полученные для одно- и двухполупериодного выпрямителей.

 

Таблица 6.1 - Варианты задания к лабораторной работе

№ варианта

 

1

2

3

4

5

 

 

 

 

 

 

U

10

15

20

10

15

RН,Ом   

50

40

60

70

80

 

Таблица 6.2 - Однополупериодный выпрямитель

Вид исследования

 

 

U

 

UН,В 

 

UН~,B

 

 

UНО

 

 

IН,А

 

IН~,A

 

IНО,А  

Экспериментальные

данные

 

 

 

 

 

 

 

Теоретический

расчёт

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6.3 - Двухполупериодной выпрямитель 

Вид исследования

 

 

U

 

UН,В

 

UН~,B

 

 

UНО

 

 

I,A

 

IН,А

 

IН~,A

 

IНО,А

 

 

   

 

 

 

 

 

Экспериментальные

данные

 

 

 

 

 

 

 

 

Теоретический

расчёт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6.1

 

Рисунок 6.2

 

Методические указания.

 

Для однополупериодного выпрямителя (см. рисунок 6.1) постоянная составляющая напряжения на нагрузке и постоянная составляющая тока равны:,

где Um  Im амплитудные значения напряжения и тока.

 Действующие значения напряжения на входе цепи U, напряжения на нагрузке UН и действующее значение тока в цепи I соответственно равны:

.

Активная мощность в сопротивлении нагрузки в 2 раза меньше мощности, выделяемой при отсутствии выпрямителя:

.

Для двухполупериодного выпрямителя постоянные составляющие и действующие значения напряжения и тока на нагрузке и активная мощность соответственно равны:

   .    .

 

 

7 Порядок выполнения лабораторных работ по дисциплине «Теория линейных цепей 2»

 

7.1 Предварительная подготовка и допуск к работе

 

7.1.1 Прежде, чем приступить к очередным занятиям, студент должен ознакомиться с содержанием лабораторной работы, изучить теоретический материал по соответствующей теме.

7.1.2 Результаты подготовки должны быть отражены в отчёте выполняемой работы, который должен содержать:

а) рабочие схемы;

б) письменные ответы на вопросы по части «Подготовка к работе»;

в) таблицы для записи результатов измерений.

7.1.3 В начале занятия студент должен:

а) защитить полностью оформленную предыдущую работу;

б) получить допуск к работе, имея индивидуальный отчёт.

Во время занятия студент должен выполнить работу (собрать схемы, проделать необходимые измерения и записать результаты в заранее  подготовленные таблицы).

         7.1.4 Готовность студентов к выполнению работы проверяет преподаватель, задавая контрольные вопросы по теории, порядку выполнения данной работы, действию схем, применяемым формулам и ожидаемым результатам. Вопросы могут быть заданы в устной и письменной форме.

7.1.5 Студенты, не выполнившие требования третьего пункта, а также те студенты, теоретическая подготовка которых признана неудовлетворительной, к работе не допускаются.

         7.1.6 Студенты, не допущенные к работе, должны использовать оставшееся время для изучения теории, а также для оформления и защиты сделанных ранее работ.

         7.1.7 Работы, не выполненные в срок, студенты проделывают в отведенное для отработки время. Для этого студент должен предварительно записаться у преподавателя. Допуск к работе студент получает на общих основаниях.

 

         7.2 Работа в лаборатории

 

         7.2.1 Для работы в лаборатории преподаватель разбивает группу на бригады (2-3 студента) или поручает студенту работать индивидуально. Члены бригады проделывают экспериментальную часть работы вместе, но каждый оформляет свой отчёт и отчитывается о проделанной работе самостоятельно.

         7.2.2 Каждая бригада работает на отдельном рабочем месте, где размещено все необходимое для работы оборудование.

         7.2.3 До начала работы студенты производят наружный осмотр используемой аппаратуры и оборудования. О замеченных дефектах следует немедленно сообщить преподавателю.

         7.2.4 За ущерб, причинённый лаборатории вследствие несоблюдения правил проведения работ или техники безопасности, а также неправильного обращения с аппаратурой, члены бригады несут ответственность.

         7.2.5 Схему для проведения работ студенты собирают самостоятельно. Измерительные приборы, вспомогательные и регулирующие устройства следует располагать так, чтобы схема получилась простой, наглядной, легко доступной в каждой точке.

         7.2.6 В начале эксперимента реостаты и другие регулируемые устройства должны быть отрегулированы так, чтобы в цепи были минимальные значения токов и напряжений, измерительные приборы должны быть переключены на максимальный диапазон. После приблизительного определения измеряемой величины следует  переключить прибор на удобный для измерения диапазон.

         7.2.7 Схема обязательно проверяется преподавателем, и только  с его разрешения цепь может быть включена  под напряжение. Схема должна находиться под напряжением только во время наблюдений за её работой и при снятии экспериментальных данных. По окончании эксперимента напряжение должно быть немедленно отключено.

         7.2.8 Необходимые показания измерительных приборов заносятся  в таблицы, подготовленного дома отчёта. По окончании измерений результаты следует показать преподавателю, который даёт разрешение на разбор схемы. До получения разрешения, схему разбирать запрещено, чтобы в случае необходимости была возможность проделать дополнительные или повторные измерения.

 

         7.3 Оформление протокола и защита лабораторных работ

 

         7.3.1 Студент должен представить полностью оформленный к защите отчёт каждой проделанной работы.

         7.3.2 Оформленный отчёт предыдущей работы должен быть представлен в начале следующего занятия и защищён во время занятия.

         7.3.3 Отчёт, возвращённый преподавателем из-за неудовлетворительного оформления, должен быть исправлен, дополнен и сдан до следующего занятия.

         Отчёт содержит титульный лист и следующие разделы:

         а) цель работы;

         б) основные теоретические положения и ответы на вопросы подготовки;

         в) краткие сведения об эксперименте;

         г) схемы исследуемых цепей;

         д) перечень приборов и элементов;

         ж) расчётные формулы, вычисления, предполагаемые графики исследуемых электрических величин и режимов цепи;

         и) результаты исследования (таблицы, графики, числовые значения параметров и электрических величин);

         к) выводы.

         Титульный лист, разделы а-ж, таблицы подготавливаются до начала лабораторной работы. Отчёты оформляются на листах белой или линованной бумаги формата А4 (210×297мм), которые заполняются с одной стороны. В тексте, написанном чётко и аккуратно пастой одного цвета, допускается применение только общепринятых обозначений или сокращений, расшифрованных при первом упоминании.

         Предлагается примерная форма титульного листа (приложение А).

 

Приложение А

 

НЕКОММЕРЧЕСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

 

КАФЕДРА ТОЭ

 

 

                                    (наименование дисциплины)

 

ОТЧЁТ по  лабораторной работе №

 

(наименование лабораторной  работы)

 

 

 

 

 

                                                    Работа выполнена_________________________

                                                                                         (дата выполнения)

                     

                                        Студент________________________________

                                                                            (фамилия и инициалы)

                           

                                                   Группа___________________________________

                                                                                   (шифр группы)

 

 

                                                  Совместно со студентами___________________

 

 

                                                  Отчёт принят_____________________________

                                                                                   (дата принятия отчёта)

 

                      

 

 

 

 

Алматы 201…

 

Список литературы

 

         1 Бакалов В.П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.И. Основы теории цепей.- М.: Радио и связь, 2000.-592 с.

         2 Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей.-  М.: Энергоатомиздат, 1989.–528 с.

         3  Демирчян  К.С.,   Нейман  Л.Р.,   Коровкин  Н.В.,   Чечурин  В.Л.

Теоретические основы электротехники. – т.1. – Санкт-Петербург: Питер, 2003.-463 с.

         4  Демирчян  К.С.,  Нейман Л.Р.,  Коровкин  Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники. – т.2. – Санкт- Петербург: Питер, 2003.-576 с.

         5 Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. – М.: Гардарики, 1999. – 638 с.

         6 Шебес М.Р., Каблукова М.В. Задачник по теории линейных электрических цепей. - М.: Высш. шк., 1990.- 544 с.

         7 Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IВМ РС. Программа Electronics Workbench и её применение.-М.: Солон-Р, 1999.-506 с.

         8  Жолдыбаева З.И., Зуслина Е.Х., Коровченко Т.И. Теория электрических цепей 2. Конспект лекций. – Алматы: АИЭС, 2006.- 52 с.

         9  Жолдыбаева З.И., Зуслина Е.Х. Теория электрических цепей 2.

Примеры расчёта установившихся и переходных режимов в электрических цепях с сосредоточенными и распределёнными параметрами. Учебное пособие. – Алматы: АУЭС, 2011.- 78 с.

  

Содержание

 

         Введение                                                                                                  3

1 Лабораторная работа № 1. Короткое замыкание в RC-цепи              5

2 Лабораторная работа № 2. Короткое замыкание в RL-цепи               9

3.Лабораторная работа № 3. Переходные процессы в RLC- цепи                  12

4 Лабораторная работа № 4. Исследование различных режимов

в линии без потерь                                                                                  16

5 Лабораторная работа № 5.  Исследование электрической цепи постоянного тока с нелинейными  резистивными элементами                 22

6 Лабораторная работа № 6. Исследование цепей с электрическими вентилями                                                                                                 26

7 Порядок выполнения лабораторных работ по дисциплине                   

«Теория электрических цепей 2»                                                            31

Список  литературы                                                                               35

  

 

                                                                         Сводный план 2012г., поз. 34