Лабораторная работа №7, 18 Вариант — Анализ последовательной RLC-цепи синусоидального тока № 200377-7

Дисциплина: «Электротехника»
Лабораторная работа №7, 18 Вариант — Анализ последовательной RLC-цепи синусоидального тока № 200377-7
Цена 150 р.

Цель работы: теоретический расчёт, экспериментальное исследование и моделирование электрической цепи из последовательно соединённых R, L и C элементов.

Теоретические сведения
Второй закон Кирхгофа для мгновенных значений напряжений и тока в одноконтурной цепи (см. рис. 7.1), состоящей из последовательно соединенных активного сопротивления R, катушки индуктивности L и емкости С, описывается выражением:
u = uR +uL + uC .
В отличие от одноконтурной цепи постоянного тока, при арифметическом суммировании действующих значений правая и левая часть этой формулы существенно отличаются друг от друга, т.е. U≠UR+UL+UC. Объясняется это наличием разности фаз суммируемых сигналов.
Известно, что в подключенной к источнику синусоидального напряжения U=Umsin(ωt+φu) последовательной RLC-цепи течет ток:
I=Imsin(ωt+ φu -φ),
,
tg φ = (ωL- 1/ωC)/R, -90º< φ <90º. Здесь X=XL-XС=ωL-l/(ωC) — реактивное сопротивлением цепи, |Z| = z = — модуль полного сопротивления цепи, φ – фазовый угол между синусоидами напряжения (источника) и тока в цепи. Если реактивное сопротивление цепи имеет индуктивный характер (ωL-l/(ω(C1+С2))>0) то, соответственно, и ток в цепи отстаёт по фазе от напряжения источника на угол φ; если же реактивное сопротивление цепи имеет емкостной характер (ωL-l/ωC1)<0) то, ток в цепи опережает по фазе напряжение источника на угол φ. Таким образом, в последовательной цепи определяющее влияние на знак угла φ оказывает реактивный элемент с наибольшим сопротивлением.
С помощью аппарата комплексных чисел состояние цепи можно описать вторым законом Кирхгофа в комплексной форме записи:
1. Анализ схемы
Рассчитайте цепь, изображённую на рис.7.1.
Для этого по указанию преподавателя выберите вариант значений R1, C1 и C2, составьте уравнение баланса напряжений для цепи и подсчитайте фазовый угол φ и модули падений напряжений на всех элементах цепи UR, UL и UC при отключенном и подключенном конденсаторе С2 и занесите полученные значения в таблицу 7.1 в колонку «Расчёт».
2 Моделирование схемы

Включите компьютер и установите в нём программу моделирования электронных схем EWB.
Соберите на электронном столе схему, приведённую на рис.7.1, с номиналами резисторов для вашего варианта.
Включите схему и занесите все измеренные значения в таблицу 7.1 в колонку «Моделирование».
Анализ схемы на рисунке 1
L=2 мГн; C_1=68 нФ; R_1=270 Ом; C_2=220 нФ.
Для включенного в цепь второго конденсатора:
Выводы по работе:
В ходе лабораторной работы была исследована RLC – цепь и расчётным путём и путём моделирование найдены значения падений напряжений и силы тока в цепи. Результаты были сверены и их значения совпали