Задание 2. Линейные цепи с двумя реактивными элементами.

Схема 2-1, последовательное соединение элементов.

Задание.

1. Рассчитать значения входного тока , а также падения напряжений на элементах и напряжения в узлах относительно земли (узел 0). Построить примерный вид осциллограмм и потенциальные диаграммы напряжений с указанием входного тока источника .

Отметим, что напряжение в узле равно ЭДС источника V1.

Напряжение в узле и входной ток =

Расчёты произвести при входном гармоническом сигнале = 2 B, а также частотах

ω=6·104 рад/с; 12·104 рад/с.

2. Рассчитать значение полной, активной и реактивной мощности потребляемой в данной схеме при указанных частотах. Построить треугольники мощностей.

Примечание:

1. Это задание выполняется аналогично заданию 1.

2. Формулы для расчёта токов и напряжений следует вывести самостоятельно (см. лекции и задачи).

3. Рекомендуемая таблица для записи результатов

Данные F, кГц ω, рад/с Aejφ φ=0 Aejφ1 φ1 Aejφ1 Aejφc AejφL Aejφ2 φ2
Расчёт. ω=2πF 6·104 р/с 2ej0              
12·104 р/с 2ej0              
Экспер. Вольтметр                  
                 
Экспер. Осциллограф       -         -
          - -    

 

 

Схема 2-2, параллельное соединение реактивных элементов (на выбор одну из предложенных схем)

 

Задание.

1. Рассчитать значения входного тока , а также значения токов в ветвях с реактивными элементами и напряжения относительно земли (2-0), а также падение напряжения на индуктивности (на ёмкости ). Построить примерный вид осциллограмм и фазовую диаграмму напряжений и токов .

Расчёты произвести при входном гармоническом сигнале = 2 B, а также частотах

ω=6·104 рад/с; 12·104 рад/с. Значение элемента RS=300 Ом.

2. Рассчитать значение полной, активной и реактивной мощности развиваемой источником при работе на эту схему при указанных частотах. Построить треугольники мощностей.

Примечание:

1. Это задание выполняется аналогично заданию по схеме 2-1.

2. Напряжение в узле равно эдс источника V1. Напряжение или . Собственным сопротивлением индуктивности пренебрегаем.

3. Формулы для расчёта токов и напряжений следует вывести самостоятельно (см. лекции и задачи).

4. Рекомендуемая таблица для записи результатов

Данные F, кГц ω, рад/с Aejφ1 φ1 Aejφ2 φ2 Aejφ3 φ3 Aejφ4 φ4 Aejφ5 φ5
Расчёт. F=ω/2π 6·104 р/с 2ej0                    
12·104 р/с 2ej0                    
Экспер. вольтметр                        
                       
Экспер. осциллограф                        
                       

 

Схема 2-3. Метод эквивалентного источника.

Выделим ветвь с индуктивностью между узлами 2,3 и определим в ней ток методом эквивалентного источника. Внутренним сопротивлением катушки индуктивности пренебрежём.

Для этого проведём с оставшейся частью схемы опыт холостого хода (измерение ) и короткого замыкания (измерение ).

После этого заменим её схемой эквивалентного источника в составе источника ЭДС с V1 = и внутреннего сопротивления с Z= /

Для определения искомого тока нужно будет решить уравнение, составленное по 2 закону Кирхгофа для одноконтурной цепи.

 

 

Опыт холостого хода Опыт короткого замыкания

 

Задание.

1. Рассчитать значения и в приведённых схемах опытов холостого хода и короткого замыкания. За начальную фазу принимать фазу источника питания.

2. Определить ток в катушке индуктивности.

Расчёты произвести при входном гармоническом сигнале V1= 2 B, а также частотах

ω=6·104 рад/с; 12·104 рад/с.

Примечание:

1. Это задание выполняется аналогично заданию по схеме 2-1.

2. Рекомендуемая таблица

  рад/с V1 Aejφ φ1 Aejφ φ2 Z Aejφ φ3 Aejφ φ4
расч эксп   расч эксп   расч эксп   расч эксп  
ω 6·104 2е0´                        
12·104