Лабораторная работа № 4(ПК) «Графические методы анализа

Лабораторная работа № 4(ПК)
«Графические методы анализа нелинейных
электрических цепей»
Выполнил студент группы_______
______________________________
Цель работы: освоить методику экспериментального
исследования и применения вольтамперных характеристик для
эквивалентного преобразования и расчёта нелинейных
электрических цепей постоянного тока.
Программа работы:
- выполнить компьютерное моделирование нелинейных
элементов электрической цепи и снять их вольтамперные
характеристики;
сопоставить
результаты
графического
и
экспериментального исследования нелинейных электрических
цепей и оценить их погрешности.
Порядок выполнения экспериментальной части
Для решения поставленной задачи лабораторным
моделированием с помощью программы Electronics
Workbench необходимо:
1. Запустить программу Electronics Workbench.
2.Собрать в соответствии с приведенным эскизом
электрическую схему, которая является эквивалентом
нелинейного элемента № 1(НС1).
1
3.Устанавливая поочередно указанные в табл.1
значения I источника тока, зафиксировать соответствующие
значения напряжения на нелинейном элементе. Результаты
занести в таблицу.
4.Собрать в соответствии с приведенным эскизом
электрическую схему, которая является эквивалентом
нелинейного элемента № 2(НС2).
5.Устанавливая поочередно указанные в табл.2
значения I источника тока, зафиксировать соответствующие
значения напряжения на нелинейном элементе. Результаты
занести в таблицу.
Нелинейный элемент № 1(НС1)
и его эквивалентная схема замещения
2
Таблица 1
Вольтамперная характеристика НC1
I, A
0
0,2
0,4
0,8
1,0
1,2
1,5
2,0
2,5
U, B
Нелинейный элемент № 2(НС2)
и его эквивалентная схема замещения
Таблица 2
Вольтамперная характеристика НС2
I, A
0
0,2
0,3
0,5
0,8
U, B
3
1,0
1,5
2,0
2,5
6.Собрать в соответствии с приведенным эскизом
электрическую схему, которая является эквивалентом
нелинейного элемента № 3(НС3).
Нелинейный элемент № 3(НС3)
и его эквивалентная схема замещения
7.Устанавливая поочередно указанные в табл.3
значения напряжения источника ЭДС, зафиксировать
соответствующие значения тока в нелинейном элементе.
Результаты занести в таблицу.
Таблица 3
Вольтамперная характеристика НС3
U, B
0
40
50
80
100
I, A
4
110
120
140
150
Построить ВАХ нелинейных элементов как зависимости I = f (U).
8.
9. Построить ВАХ электрической цепи, состоящей из
последовательного соединения нелинейных элементов № 1 и
№ 2.
10.Собрать электрическую схему, состоящую из
последовательного соединения нелинейных элементов №1 и
№2, в соответствии с приведенным эскизом на рис.1
11.Установить три различных значения входного
напряжения и зафиксировать соответствующие каждому
напряжению значения тока в цепи и напряжения на
нелинейных элементах. Результаты экспериментов занести в
табл.4, в графу «опыт».
12.По ВАХ, полученной в п.9 для тех же значений
входного напряжения, определить значения тока в цепи и
напряжения на нелинейных элементах. Результаты расчетов
занести в табл. 4, в графу «расчет».
13.Построить ВАХ электрической цепи, состоящей из
параллельного соединения нелинейных элементов № 2 и 3.
14.Собрать электрическую схему, состоящую из
параллельного соединения нелинейных элементов № 2 и 3, в
соответствии с рис.2
15.Установить три различных значения входного
напряжения и зафиксировать соответствующее каждому
напряжению значения общего тока и токов в ветвях с
5
нелинейными элементами. Результаты экспериментов занести
в табл.5, в графу «опыт».
16.По ВАХ, полученной в п.13 для тех же значений
входного напряжения, определить значения токов в цепи и
напряжения на нелинейных элементах. Результаты расчетов
занести в табл.5, в графу «расчет».
17.Для завершения работы программы следует нажать
окна.
6
Таблица 4
Результаты исследований последовательного соединения
нелинейных элементов
Последовательное
соединение
Точка № 1
Точка № 2
Точка № 3
U, B
I, A
U1, B
U2, B
расчёт
опыт
расчёт
опыт
расчёт
опыт
Рис.1 Схема для моделирования последовательного
соединения нелинейных элементов
7
Таблица 5
Результаты исследований параллельного соединения
нелинейных элементов
Параллельное
соединение
U, В
I,
I1,
I2,
A
A
A
расчёт
Точка №1
Точка №2
Точка № 3
опыт
расчёт
опыт
расчёт
опыт
Рис.2 Схема для моделирования параллельного
соединения нелинейных элементов
8
Контрольные вопросы
1. Какие характеристики нелинейных элементов называются
симметричными и несимметричными?
2.Как определяются
сопротивления?
статические
и
дифференциальные
3.Когда нелинейный элемент можно представить линейной
схемой замещения?
4.Как определить эквивалентную ВАХ цепи
последовательном соединении нелинейных элементов?
при
5.Как определить эквивалентную ВАХ цепи
параллельном соединении нелинейных элементов?
при
6.Как определить эквивалентную ВАХ цепи при смешанном
соединении нелинейных элементов?
7.Как определить эквивалентную ВАХ цепи при
последовательном соединении нелинейного и линейного
элементов?
8.Как определить эквивалентную ВАХ цепи при
параллельном соединении нелинейного и линейного
элементов?
9.Объясните
исследований.
суть
выполненных
экспериментальных
10.Как определить эквивалентную ВАХ цепи при
последовательном соединении диода и линейного элемента?
9