Лабораторные работы по электротехнике

Исследование последовательного соединения катушек

Схема исследуемой цепи:

Дано: f = 1 кГц, U = 2 В

3.2.2.1 Первый опыт

Согласно формуле (4), эквивалентная индуктивность равна:

 ,

с другой стороны,

  .

Вывод: в этом опыте включение встречное, т.к. ближайшее к экспериментальному

 .

Из уравнений (2) получим (в предположении R1 = R2 = 0)

 ,

с учетом последовательного соединения: , получим

 .

 Теоретическое значение тока

  .

Отсюда

 .

3.2.2.2 Второй опыт

Поскольку в первом опыте включение встречное, во втором — согласное. Таким образом, из (4) получим

 ,

 .

Вычислим теоретические значения I, U1, U2:

 ,

 .

3.2.2.3 Итоги пункта

Вид включения

Измерение

Вычисление

U, В

U1, В

U2, В

I, мА

I, мА

U1, В

U2, В

Lэ, Гн

встречное

2,00

0,36

1,61

9,48

9,362

0,294

1,705

0,034

согласное

2,00

0,77

1,22

3,35

3,351

0,755

1,245

0,095

Исследование параллельного соединения катушек

Схема исследуемой цепи:

Дано: f = 1 кГц, U = 1 В

3.2.3.1 Первый опыт

Согласно формуле (5), эквивалентная индуктивность равна:

 ,

с другой стороны,

 

(где знак «−» берется для согласного включения).

Вывод: в этом опыте включение согласное, т.к. ближайшее к экспериментальному

 .

Из уравнений (2) получим (в предположении R1 = R2 = 0)

 ,

с учетом параллельного соединения: , получим

 ,

 .

3.2.3.2 Второй опыт

Согласно формуле (5), эквивалентная индуктивность равна:

 ,

с другой стороны, в этом опыте включение встречное, и

 .

Аналогично выражая теоретические значения токов из уравнений (2) в предположении R1 = R2 = 0 с учетом законов параллельного соединения, получим

 ,

 .

3.2.3.3 Итоги пункта

Вид включения

Наблюдение

Вычисление

U, В

I, мА

I, мА

Lэ, Гн

согласное

1,00

7,61

7,91

0,02

встречное

1,00

22,5

22,801

0,007

Исследование АЧХ HU(p) трансформатора

Дано:  = 100 Ω, = 1 кΩ, f = 100 Гц ¸ 10 кГц, U1 = 1 В

f, кГц

U1, В

U0 при , В

HU при

U0 при , В

HU при

практ

теор

практ

теор

0,1

1,00

0,88

0,88

0,84

1

1

0,86

0,2

1,00

0,83

0,83

0,80

0,96

0,96

0,86

0,3

1,00

0,73

0,73

0,75

0,93

0,93

0,86

0,4

1,00

0,91

0,91

0,69

0,91

0,91

0,85

0,5

1,00

0,63

0,63

0,63

0,91

0,91

0,85

0,6

1,00

0,55

0,55

0,57

0,86

0,86

0,85

0,7

1,00

0,48

0,48

0,52

0,84

0,84

0,85

0,8

1,00

0,43

0,43

0,48

0,86

0,86

0,85

0,9

1,00

0,41

0,41

0,44

0,84

0,84

0,85

1

1,00

0,42

0,42

0,41

0,83

0,83

0,84

2

1,00

0,21

0,21

0,22

0,83

0,83

0,80

3

1,00

0,12

0,12

0,15

0,82

0,82

0,75

4

1,00

0,11

0,11

0,11

0,59

0,59

0,69

5

1,00

0,06

0,06

0,09

0,50

0,50

0,63

6

1,00

0,04

0,04

0,08

0,77

0,77

0,57

7

1,00

0,03

0,03

0,07

0,41

0,41

0,52

8

1,00

0,02

0,02

0,06

0,41

0,41

0,48

9

1,00

0,02

0,02

0,05

0,43

0,43

0,44

10

1,00

0,01

0,01

0,05

0,28

0,28

0,41

Практическое вычисление произведено по формуле (6):

 .

Теоретическое вычисление произведено по формуле (7):

.

График АЧХ:

Выводы по работе

Выполнив данную работу, мы экспериментально определили параметры (индуктивности, взаимная индуктивность, индуктивные сопротивления, коэффициент связи) двух индуктивносвязанных катушек и проверили основные соотношения индуктивносвязанных цепей при параллельном и последовательном соединениях катушек. Теоретические и практические расчеты совпадают в пределах погрешности измерения.

Также был произведен теоретический и практический расчет АЧХ катушек с подключенной нагрузкой в режиме трансформатора; построены соответствующие графики для двух величин сопротивления нагрузки (100 Ω и 1 кΩ).

Лабораторные работы по электротехнике и физике