Экспериментальная проверка токораспределения в разветвленных цепях постоянного тока

Федеральное агентство образования ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра теоретических основ радиотехники

Лабораторная работа

«Теоретические основы электротехники»

«ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В РАЗВЕТВЛЕННЫХ ЦЕПЯХ ПОСТОЯННОГО ТОКА»

Выполнил студент группы

«368−7»

Тужик Данил Проверил преподаватель Томск 2009

Задание на лабораторную работу

1. Определить токи всех ветвей методом наложения, предварительно собрав частичные схемы, число которых должно соответствовать количеству источников энергии.

2. Определить потенциалы всех узлов относительно узла, который был заземлен при расчете цепи методом узловых потенциалов в контрольной работе № 2

3. Определить ток в одной из ветви методом эквивалентного генератора. Экспериментально проверить результаты расчета в контрольной работе № 2.

4. Проверить соотношения эквивалентного преобразования треугольника в звезду и наоборот.

1. Определение токов в ветвях методом наложения

Для экспериментального определения токов используется схема, рассчитанная в контрольной работе № 2.

Исходные данные представлены в таблице 1.

Таблица данных 1

Схема электрической цепи представлена на рисунке 1.1

Рисунок 1.1

В соответствии с технологией использования метода наложения нам потребуется собрать четыре частичные схемы (по числу источников энергии) и экспериментально замерить частичные токи в каждой ветви каждой из четырех частичных схем.

Примем произвольно направления токов в ветвях, как показано на рисунке 1.1.

Частичные схемы представлены на рисунках 1.2 — 1.5.

Рис. 1.2. Частичная схема с источником тока J2

Рис. 1.3. Частичная схема с источником ЭДС E4

Рис. 1.4. Частичная схема с источником ЭДС J7

Рис. 1.5. Частичная схема с источником ЭДС E8

Сравнивая полученные результаты с результатами контрольной работы № 2, можно сделать вывод, что ток в любой ветви линейной электрической цепи можно рассматривать как алгебраическую сумму частных токов, вызываемых в этой ветви каждым из источников в отдельности. Что на практике подтверждает метод наложения.

2. Определение потенциалов узлов

Собрали электрическую цепь со всеми источниками энергии в соответствии с заданием, как показано на рисунке 2.1, и замерили потенциалы всех узлов относительно узла, который был заземлен при расчете цепи методом узловых потенциалов.

Рис. 2.1. Определение потенциалов узлов

Полученные опытным путем результаты совпадают с расчетными данными в контрольной работе № 2, следовательно, расчет произведен верно.

3. Определение тока в ветви методом эквивалентного генератора

Определим ток I8, для этого соберем схему без элементов E8 и R8, как показано на рисунке 3.1. Напряжение между выводами 1 и 2 даст ЭДС эквивалентного генератора Eг.

Рис. 3.1. Измерение ЭДС эквивалентного генератора Для измерения сопротивления эквивалентного генератора Rг. вместо источников ЭДС E4 и E6 ставим закоротки, а источник тока J1 просто убираем из схемы. Рисунок 3.2.

Рис. 3.2. Измерение сопротивления эквивалентного генератора Для определения параметров эквивалентного генератора соберем схему, показанную на рисунке 3.3 и определим ток.

Рис. 3.3. Определение тока эквивалентного генератора По закону Ома для схемы с эквивалентным генератором Что совпадает с расчетным.

4. Проверка соотношений эквивалентного преобразования треугольника в звезду и наоборот

электрический цепь ток генератор

Дано: R1 = 500 Om, R2 = 700 Om, R3 = 1000 Om.

а) б) Рис. 4.1.

Рассчитаем сопротивление R4, R5, R6 эквивалентной звезды:

Проверим наши расчеты:

Рис. 4.2. Проверка преобразования треугольника в звезду.

Рис. 4.3. Проверка преобразования треугольника в звезду Рис. 4.4. Проверка преобразования треугольника в звезду В результате произведенных измерений можно сделать вывод, что расчет для преобразования треугольника в звезду произведен правильно.

а) б) Рис. 4.5.

Рассчитаем сопротивления R1, R2, R3 для эквивалентного треугольника:

Проверим наши расчеты:

Рис. 4.6. Проверка преобразования звезды в треугольник Рис. 4.7. Проверка преобразования звезды в треугольник Рис. 4.8. Проверка преобразования звезды в треугольник В результате произведенных измерений можно сделать вывод, что расчет для преобразования звезды в треугольник произведен верно.