Активный двухполюсник в цепи постоянного тока
Автор: fedukonelove • Май 9, 2023 • Лабораторная работа • 1,165 Слов (5 Страниц) • 159 Просмотры
Лабораторная работа 5 (Lr5)
АКТИВНЫЙ ДВУХПОЛЮСНИК В ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Теоретическое и экспериментальное исследование линейной разветвленной цепи постоянного тока.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ И РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
- Формирование расчетной схемы цепи
Метод эквивалентного генератора основан на теореме Тевенина об эквивалентном генераторе — активном двухполюснике, которая гласит: любую сложную линейную электрическую цепь с произвольным числом источников тока и источников напряжения (рис. 5.1а) можно заменить простой схемой (рис. 5.1б), состоящей из эквивалентного генератора (ЭГ) с ЭДС Еэг и последовательно соединенного с ним внутреннего сопротивления Rэг; при этом обе схемы оказываются идентичными по отношению к выходным зажимам 1 и 0, к которым подключена нагрузка R6.
[pic 1]
Тогда ток / и напряжение U10 = U6 на зажимах 1 и 0 нагрузки (см. рис. 5.1б) равны:
I6 = Еэг/(Rэг + R6);
U10= U6 = R6I6 = Еэг — Rэг I6 | (5.1) |
Второе выражение соответствует уравнению внешней характеристики источника напряжения (ИН), параметры которого (Еэг и Rэг) можно определить из двух режимов его работы:
39
Электрические и магнитные цепи |
- режима холостого хода (XX) (I6 = 0, шестая ветвь разомкнута)
Eэг= U10х | (5.2) |
то есть ЭДС эквивалентного генератора равна напряжению ох = Ugx — холостого хода на зажимах нагрузки;
- режима короткого замыкания (K3) (U10 = 0, I6 = I6К)
Rэг = Eэг/I6К: | (5.3) |
где I6К — ток короткого замыкания (шестой) ветви.
Таким образом, для определения тока (B данном примере в шестой ветви) по первой формуле (5.1) достаточно провести два опыта на натурном стенде: опыт ХХ (разомкнуть шестую ветвь и измерить напряжение U6х = Еэг) и опыт КЗ (замкнуть накоротко резистор В, включить в разрыв шестой ветви амперметр и измерить ток I6К) и вычислить внутреннее сопротивление эквивалентного генератора ЭГ Rэг = Eэг/ I6К.
- Пример расчета схемы цепи
При теоретических расчетах параметров ЭГ (Еэг и Rэг) выбирают метод расчета схемы с минимально необходимым числом уравнений для нахождения напряжения U10x = Еэг. Так, для схемы рис. 5.1, в которой источник тока J заменен двумя источниками напряжения с параметрами Е4= = R4J и E1' = R1J (рис. 5.2a), при разомкнутой шестой ветви напряжение
U10x = - Е5 + R5 I 5x — R2 I 2х
[pic 2]
Токи I5X и I2X определим методом контурных токов (см. рис. 5.2a):
Isx = RК1 | I2X = -IK2 |
(R3 + R4 + R5) IK1 – R3IK2 = Е4 + E5; | 12 IK1 - 3IK2 = 28 |
-R3 IK1 + (R1 + R2 + R3) IK1 = E1+ Е2’; | -3 IK1 + 6 IK2 = 12 |
(Принято: R1 = 1 Ом; R2 = 2 Ом; R3 = 3 Ом; R4 = 4 Ом; R5 = 5 Ом; R6 = 6 Ом; J = 2 A; Е1 = 10 В; Е, = 20 B);
[pic 3]
40
Активный двухполюсник в цепи постоянного тока |
Тогда I5X = 3,24 A; I2 = - 3,62 A; U10x = - 20 + 5 + 3,24 + 2 3,62 = 3,44 В.
Для определения сопротивления RЭГ вычертим схему без источников энергии (рис. 5.2б) и определим входное сопротивление по отношению к зажимам 1 и 0, предварительно заменив треугольник сопротивлений R5 - R5 - R3; эквивалентной звездой R34 - R45 - R35, сопротивления лучей которой равны:
...