Меню

Построить вах источника и приемника

4.2.3. По данным опыта построить в той же системе координат ВАХ для двух нелинейных элементов НЭ1, НЭ2 соединённых последовательно.

4.2.4. Построить в той же системе координат ВАХ для нелинейных элементов НЭ1, НЭ2 соединённых последовательно, графически на основе построенных ВАХ для каждого нелинейного элементаНЭ1, НЭ2.

4.2.5. Рассчитать статическое сопротивление последовательно соединённых нелинейных элементов НЭ1, НЭ2.

4.3. Параллельное соединение нелинейных элементов НЭ1, НЭ2. Измерение тока.

4.3.1. Собрать электрическую цепь и показать её преподавателю для проверки. Участок электрической цепи (рис.3) подключить к зажимам 1, 2 электрической цепи (рис.1) при отключенном регуляторе напряжения от сети.

Затем аналогично п. 4.2.2.-4.2.5. выполнить измерение тока, построение ВАХ в той же системе координат нелинейных элементов НЭ1, НЭ2, соединённых параллельно, расчёт статического сопротивления. Результаты измерений и расчёта записать в табл.4.

4.4. Сравнивая ВАХ, построенных для последовательно и параллельно соединённых нелинейных элементов НЭ1, НЭ2 на основе опытных данных и графически на основе отдельных ВАХ для НЭ1, НЭ2, сделать вывод.

5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

5.2. Приборы и оборудование.

5.3. Выполнение рабочего задания.

5.3.3.Схема замещения электрической цепи.

5.3.4.Таблица результатов измерений и вычислений.

5.3.5.Основные расчётные формулы, векторные диаграммы.

5.3.6.ВАХ нелинейных элементов НЭ1, НЭ2, ВАХ при последовательном и параллельном их соединении на основе опыта и графически.

5.4.Выводы по работе.

6. контрольные вопросы

6.1 Какие резисторы считают линейными и нелинейными?

6.2 Как графически рассчитать цепь при последовательном соединении резисторов?

6.3 Как графически рассчитать цепь при параллельном соединении линейных резисторов?

6.4 Что такое статическое сопротивление?

7. рекомендуемая литература

7.1 Евдокимов Ф.Е. «Теоретические основы электротехники», М. «Высшая школа», 1975.

Электрические цепи, в которых сопротивления участков являются функциями тока или напряжения, называются нелинейными. Для расчёта нелинейной цепи должны быть заданы для всех сопротивлений зависимости I(U). График, выражающий зависимость тока от напряжения I(U), называется вольт-амперной характеристикой (ВАХ). Для линейных элементов цепи, сопротивление которых не зависит от тока и напряжения, этот график имеет вид прямой, проходящей через начало координат (1).

Для нелинейных элементов этот график выражается кривой линией (2). Аналинтический расчёт нелинейных цепей сложен, поэтому нелинейные цепи часто рассчитываются графическим методом. Рссмотрим, как определяются токи и напряжения на отдельных участках электрической цепи при последовательном соединении двух нелинейных элементов.

Выбрав одинаковый масштаб, построим в общей системе координат ВАХ каждого элемента цепи.

По ВАХ I1(U), I2(U) построим общую ВАХ I(U). Для этого, выбрав произвольное значение тока I, найдём точки A’ и A’’ на ВАХ I1(U) и I2(U), координаты которых выражают ток I, и сложим абциссы этих точек, поскольку при последовательном соединении напряжения на отдельных элементах складываются, таким образом мы получим точку А.

Задаваясь другии значениями тока I’, I’’, … найдём точки В, С, и т.д., через которые проходит общая ВАХ. При параллельном соединении двух нелинейных элементов ток в каждом элементе при заданном напряжении на зажимах сети U можно найти по ВАХ элементов.

Читайте также:  Кто построил пулковскую обсерваторию

Результирующую ВАХ получаем суммированием ординат I1 и I2 при одинаковых напряжениях, для чего проводим прямые, параллельные оси ординат и складываем токи при одинаковых напряжениях I=I1+I2.

задание для домашней подготовки к работе

Ознакомиться по учебнику, конспекту с материалом о расчёте нелинейных цепей.

Внимательно ознакомиться с описанием соответствующей лабораторной работы и установить: в чем состоит основная цель и задача этой работы.

Подготовить в рабочей тетради соответствующие схемы, таблицы наблюдения и расчетные формулы.

Сделать предварительный домашний расчет, если требуется в задании.

Устно ответить на контрольные вопросы.

Подготовить лист отчета, в котором записать:

б) основные расчетные формулы.

а) таблицу приборов и оборудования;

б) схему электрической цепи, схему замещения.

Источник

Rabota №1

Московский Энергетический Институт

Кафедра Электротехники и Интроскопии

Лабораторная работа № 1

«ВОЛЬТ-АМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСТОЧНИКОВ И ПРИЕМНИКОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА И ИХ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ»

К работе допущен:

Изучение экспериментальных методов определения параметров схем замещения источников и приемников в цепи постоянного тока, навыков правильного выбора измерительных приборов, эксперимента и оценки погрешностей измерений.

Характеристики и схемы замещения источников и приемников электрической энергии. Краткая справка по изучаемой теме.

Зависимость тока элемента от напряжения I(U), называют вольт-амперными характеристиками (ВАХ). Различают активные и пассивные элементы. Активные характеризуются значениями ЭДС Е и внутреннего сопротивления Rвт. Они могут быть источниками или приемниками электрической энергии. Пассивными называют элементы, которые не имеют ЭДС и характеризуются только сопротивлением R. Они могут служить только приемниками электрической энергии.

ВАХ активного элемента в режиме источника электрической энергии называется внешней характеристикой. Линейным называют источник, который характеризуется постоянными ЭДС Е и внутренним сопротивлением Rbt, и имеет внешнюю характеристику

Для источника проводятся два опыта: холостого хода (XX) и нагрузки. Режим XX соответствует отсутствию тока в источнике (I=0) и осуществляется отключением приемника от источника. Напряжение источника в этом режиме равно его ЭДС Е (Ux= E). На рис. 1.3 этому режиму соответствует точка А. В режиме нагрузки измеряют ток I1 и напряжение U1 (точка Б). Внешнюю характеристику получают, проводя прямую линию через точки А и Б. В точке В достигается режим короткого замыкания источника (КЗ). Этот режим для источников напряжения обычно запрещен, так как ток 1к значительно превышает номинальный ток источника Iном.

По результатам измерений определяют параметры схем замещения источника. Последовательная схема замещения (рис. 1.5а) содержит идеальный источник ЭДС Е и резистивный элемент Rbt. ЭДС Е = Ux не зависит от тока. Внутреннее сопротивление Rbt = (Е – U1)/I1.

Параллельная схема замещения (рис. 1.56) имеет идеальный источник тока J и резистивный элемент Gbt. Ток источника J = E/Rbt, проводимость Gbt=1/Rbt.

Читайте также:  Как построить маршрут на карте google

Схема замещения приемника содержит резистивный элемент R или G. Значения сопротивления и проводимости определяются по соотношениям R = U1/I1 и G = 1/R.

Измерение сопротивлений этим методом проводят по схемам (рис. 1.6а или рис. 1.6б). Зная показания приборов, сопротивление Rx рассчитывают по формуле Rx = Uv/Ia.

Выбор одной из этих схем связан с соотношением величин измеряемого сопротивления и внутренних сопротивлений приборов. Если измеряемое сопротивление относится к классу средних (от 1 до 10 5 Ом), то измерения производят по схеме (рис. 1.6а). При условии, что сопротивление амперметра Ra значительно меньше сопротивления Rx, напряжение Uv, измеренное вольтметром, близко по величине к напряжению Ux на резисторе Rx

(Uv= UA+ UX≈UX). По схеме (рис. 1.6а) снимают линейную ВАХ переменного резистора (R≈150 Ом, Р = 50 Вт) и внешнюю характеристику источника питания стенда, эта схема эквивалентна схеме (рис. 1.4).

Источник

Источник эдс и источник тока

Источник электродвижущей силы – источник электромагнитной энергии, характеризующихся электродвижущей силой и внутренним электрическим сопротивлением.

Часть схемы, обведенная на рис. 12 пунктиром, является источником ЭДС.

Направление действия ЭДС указывается от отрицательного зажима к положительному. Если к зажимам источника ЭДС присоединить приемник (нагрузить источник), то в цепи возникает ток. При этом напряжение (разность потенциалов) на зажимах 1 и 2 уже не будет равно ЭДС вследствие падения напряжения Uвн внутри источника энергии, т.е. на его внутреннем сопротивлении rвн:

т.е.

. (1.5)

Рис. 12 Источник ЭДС и его ВАХ

Зависимость напряжения источника от отдаваемого им тока называется внешней характеристикой источника или вольтамперной характеристикой элемента (рис.12).

Если и напряжение на зажимах источника, ЭДС убывает по линейному закону.

Кстати, направление действия напряжения принято обозначать от точки с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом.

Источник ЭДС, внутреннее сопротивление которого равно нулю называют идеальным источником ЭДС. Вольтамперная характеристика идеального источника ЭДС проходит параллельно оси абсцисс.

Представленная на рис. 12 схема называется схемой замещения источника ЭДС.

Источник тока.

Источник тока – источник электромагнитной энергии, характеризующийся током в нем и внутренней проводимостью. На рис. 13 показана схема замещения источника тока.

Рис 13 Источник тока и его ВАХ

Напряжение на зажимах источника тока с учетом того, что , а , равно:

(1.2)

При неизменных параметрах источника тока ( , ) его ВАХ выражается прямой линией (рис. 13).

В режиме короткого замыкания (R=0) весь генерируемый ток проходит через цепь нагрузки, т.е.

В режиме холостого хода (R=¥) ток источника проходит через . При этом напряжение холостого хода равно:

.

Так как — мала, то , что является опасным, аварийным.

Чем меньше , тем больше , тем больше угол наклона ВАХ. Когда =0, ВАХ – вертикальная прямая. Такой источник тока, внутренняя проводимость которого равна нулю, называется идеальным источником тока.

Читайте также:  Как построить тренировку в тренажерном зале для девушки

Для идеального источника тока ток нагрузки постоянен, а напряжение на нагрузке равно и может быть сколь угодно большим. В связи с этим, идеальный источник тока является источником бесконечно большой мощности.

Источник ЭДС целесообразно заменять эквивалентным источником тока в том случае, если сопротивление нагрузки в цепи (усилитель электронный).

1.6. Основные режимы работы электрической цепи

При рассмотрении основных режимов работыэлектрической цепи используем её ВАХ.

Источники электрической энергии постоянного тока характеризуются э.д.с. Е и внутренним сопротивлением rвн, а приемники – величиной их сопротивления. Для получения ВАХ электрической цепи воспользуемся законом Ома для полной цепи, изображенной на рис. 14

, откуда .

Данное выражение определяет зависимость напряжением на зажимах источника э.д.с. и током нагрузки. При постоянных параметрах Е и rвн вольтамперная характеристика представляет собой прямую линию проходящую через точки Е и Iкз (рис. 14.). Такой источник э.д.с. называется линейным.

Рис.14 Источник ЭДС и его ВАХ

Рассмотрим различные режимы работы источника электрической энергии.

Режим холостого хода (х.х.) – такой режим, при котором потребитель отключен от источника. Поэтому внешнее сопротивление цепи бесконечно велико ( ), а величина тока в цепи равна нулю (I=0), падение напряжения внутри источника так же будет равно нулю ( ). Напряжение на зажимах источника U будет равно э.д.с. Е.

Вывод: чтобы измерить э.д.с. источника, необходимо провести режим холостого хода (оборвать внешнюю цепь), тогда вольтметр, подключенный к зажимам источника покажет э.д.с. источника.

Режим короткого замыкания (к.з.) – такой режим, при котором зажимы источника соединены проводником с весьма малым сопротивлением, величиной которого можно пренебречь. При этом сопротивление всей цепи равно внутреннему сопротивлению источника, а ток в цепи будет наибольшим .

Напряжение на зажимах источника при коротком замыкании

.

Вывод: в режиме короткого замыкания ток в цепи наибольший, а напряжение на зажимах равно нулю.

Режим короткого замыкания опасен для большинства источников, так как при этом происходит перегрев источника, что может вывести его из строя.

Нагрузочный режим

Зависимость напряжения на зажимах источника от тока нагрузки выражается формулой , где Е и rвн – величины постоянные.

Графически (рис. 12) эта зависимость представляет собой наклонную прямую линию. Отрезок ОЕ, который отсекает данная прямая на вертикальной оси, соответствует точке I=0 (х.х.). При этом, как было показано выше Uхх.

По мере увеличения тока падение напряжения внутри источника (Irвн) увеличивается, а напряжение на зажимах уменьшается. В точке Iкз напряжение на зажимах источника равно нулю (U=0). Эта точка соответствует режиму короткого замыкания.

Пользуясь данным графиком, можно для любого значения тока нагрузки определить соответствующее значение напряжения на зажимах источника.

Источник

Adblock
detector