Лабораторные работы по электротехнике

Лабораторная работа № 8

Формы кривых напряжения и тока в нелинейных цепях

1. Назначение работы

Работа предназначена для исследования кривых тока и напряжения в нелинейных цепях переменного тока. Снимаются осциллограммы токов и напряжений, наблюдается появление высших гармоник в их спектре. При помощи диодного ограничителя синусоидальное напряжение преобразуется в импульсы прямоугольной формы. Рассматривается воздействие прямоугольных импульсов на простейшие дифференцирующие и интегрирующие цепочки. Проводится сравнение теоретических и экспериментально построенных кривых напряжения и тока.

Описание установки

Для выполнения работы на панели ELVIS устанавливаются резистор сопротивлением 180 Ом и два диода типа КД202Р. Напряжение на диодах невелико; при малых положительных напряжениях характеристика диода имеет вид параболы (рис. 1).

 Рис. 1

 Питание цепи подается от выводов Func Out/Ground. Измеряемые сигналы снимаются с выводов  Ach0+/Ach0- или Ach1+/Ach1- . 

3. Подготовка к работе

Построить вольт-амперную характеристику двух диодов, включенных встречно-параллельно (рис. 2). Аппроксимировать полученную характеристику кубической параболой.

Рис. 2

Построить качественно кривую мгновенных значений тока в цепи по рис. 2 при воздействии синусоидального напряжения; оценить гармонический состав тока.

Построить характеристику u2=f(u1) зависимости между входным и выходным напряжениями цепи рис. 3 (характеристики диодов считать идеальными).

 Рис. 3

 

Для цепи рис. 3 построить кривую u2(t) при u1=Umsinwt и E0 =0,1Um .

Рассчитать сопротивление R интегрирующей цепи (схема на рис. 4), если С=0,05 мкФ, частота 500 Гц, E0 =0,1Um .

 Рис. 4

 6. Построить кривую выходного напряжения в цепи рис. 4 при воздействии на вход однополярных импульсов, полученных в п. 4.

4. Рабочее задание

  Для проведения работы вызывается блок-схема «Лаб. № 8» в среде LabVIEW (рис. 5).

 

Рис. 5

1. Собрать схему по рис. 2 с последовательно подключенным резистором. Подать на цепь синусоидальное напряжение с амплитудой 5 В и снять вольт-амперную характеристику встречно-параллельно включенных диодов. Вольт-амперная характеристика наблюдается на осциллографе XY Graph. (Примерный вид характеристики – на рис. 6)

 Рис. 6

2. Снять кривую тока в цепи рис. 2. Подключить анализатор гармоник и построить спектр тока. Оценить соотношение амплитуд первой и третьей гармоник. Сопоставить с результатом п. 2 подготовки к работе. (Примерный вид кривой и спектра тока – на рис. 7)

Рис. 7

3. Собрать цепь по рис. 3 и при помощи осциллографа XY Graph построить характеристику u2=f(u1). В качестве напряжения u1 взять синусоидальное напряжение с амплитудой 10 В, E0=1В.

4. Для цепи рис. 3 при u1=10sinwt В и E0 =1 В построить кривую u2(t). (Примерный вид кривой – на рис. 8)

Рис. 8

Собрать схему интегрирующей цепи по рис. 4. Подключить на вход интегрирующей цепи напряжение u2(t), полученное в п. 4 рабочего задания. Сопоставить напряжение на выходе интегрирующей цепи с напряжением, полученным в п. 6 подготовки. (Примерный вид кривой – на рис. 9)

Рис. 9

Вопросы для самопроверки

Как выглядит вольт-амперная характеристика диода при малых напряжениях? При больших напряжениях? Как выглядит вольт-амперная характеристика идеального диода?

Построить качественно кривую мгновенных значений тока в цепи с диодом, вольт-амперная характеристика которого представлена на рис. 1, при воздействии синусоидального напряжения; оценить гармонический состав тока.

Построить характеристику u2=f(u1) зависимости между входным и

  выходным напряжениями цепи рис. 3 при отключенном диоде Д1

  (характеристики диодов считать идеальными). Построить кривую 

  u2(t) при u1=Umsinwt и E0 =0,1Um . 

Лабораторные работы по электротехнике и физике