Загрузил berdizod

BST1901 Shokirov Bekhruz

реклама
Московский Технический Университет Связи и Информатики
Кафедра Электрических Цепей
Лабораторная работа № 2
«Исследование на ЭВМ характеристик источника
постоянного напряжения»
Выполнил студент группы БСТ1901 Шокиров Бехрузджон.
Проверил доц. кафедры ТЭЦ
Москва 2020
Микиртичан А.Г.
Цель работы: С помощью программы получить внешние характеристики источника
напряжения. Познакомиться с зависимыми источниками.
Схема 1:
Предварительный расчёт:
а) Зависимость тока I от сопротивления нагрузки Rn в цепи.
Е = 2.6 В – ЭДС источника
r = 330 Ом – внутреннее сопротивление источника
Rn = 0, 10, 50, 100, 500, 1000, 2500, 5000, 7500, 9000, 10000 Ом
I = E/ (r + Rn) – ток в нагрузке от сопротивления нагрузки Rn
Расчёты:
I1 = E / (r + Rn1) = 2.6/ (330 + 0) = 0,0078 A = 7,8 мА
I2 = E / (r + Rn2) = 2.6/ (330 + 10) = 0,0076 A = 7,6 мА
I3 = E / (r + Rn3) = 2.6/ (330 + 50) = 0,0068 A = 6,8 мА
I4 = E / (r + Rn4) = 2.6/ (330 + 100) = 0,0060 A = 6 мА
I5 = E / (r + Rn5) = 2.6/ (330 + 500) = 0,0031 A = 3,1 мА
I6 = E / (r + Rn6) = 2.6/ (330 + 1000) = 0,0019 A = 1,6 мА
I7 = E / (r + Rn7) = 2.6/ (330 + 2500) = 0,0009 A = 0,9 мА
I8 = E / (r + Rn8) = 2.6/ (330 + 5000) = 0,0005 A = 0,5 мА
I9 = E / (r + Rn9) = 2.6/ (330 + 7500) = 0,0003 A = 0,3 мА
I10 = E / (r + Rn10) = 2.6/ (330 + 9000) = 0,00027 A = 0,27 мА
I11 = E / (r + Rn11) = 2.6/ (330 + 10000) = 0,00025 A = 0,25 мА
Un = IRn = f(Rn) – падения напряжения на нагрузке от сопротивления нагрузки Rn:
Un1 = I1Rn1 = 0,0078 * 0 = 0 В
Un2 = I2Rn2 = 0,0076 * 10 = 0,076 В
Un3 = I3Rn3 = 0,0068 * 50 = 0,342 В
Un4 = I4Rn4 = 0,0060 * 100 = 0,604 В
Un5 = I5Rn5 = 0,0031 * 500 = 1,566 В
Un6 = I6Rn6 = 0,0019 * 1000 = 1,954 В
Un7 = I7Rn7 = 0,0009 * 2500 = 2,296 В
Un8 = I8Rn8 = 0,0005 * 5000 = 2,439 В
Un9 = I9Rn9 = 0,0003 * 7500 = 2,490 В
Un10 = I10Rn10 = 0,00027 * 9000 = 2,508 В
Un11 = I11Rn11 = 0,00025 * 10000 = 2,516 В
Рист = EI = f(Rn) – мощность источника от сопротивления нагрузки Rn:
Pист1 = EI1 = 2,6 * 0,0078 = 0,0205 Вт
Pист2 = EI2 = 2,6 * 0,0076 = 0,0199 Вт
Pист3 = EI3 = 2,6 * 0,0068 = 0,0178 Вт
Pист4 = EI4 = 2,6 * 0,0060 = 0,0157 Вт
Pист5 = EI5 = 2,6 * 0,0031 = 0,0081 Вт
Pист6 = EI6 = 2,6 * 0,0019 = 0,0051 Вт
Pист7 = EI7 = 2,6 * 0,0009 = 0,0024 Вт
Pист8 = EI8 = 2,6 * 0,0005 = 0,0013 Вт
Pист9 = EI9 = 2,6 * 0,0003 = 0,0009 Вт
Pист10 = EI10 = 2,6 * 0,00027 = 0,0007 Вт
Pист11= EI11 = 2,6 * 0,00025 = 0,0007 Вт
Pr = I^2r = f(Rn) – мощность, выделяемая на внутреннем сопротивлении источника от
сопротивления нагрузки Rn:
Pr1 = I1^2r = 0,0078 ^2 * 330 = 0,02048 Вт
Pr2 = I2^2r = 0,0076 ^2 * 330 = 0,01930 Вт
Pr3 = I3^2r = 0,0068 ^2 * 330 = 0,01545 Вт
Pr4 = I4^2r = 0,0060 ^2 * 330 = 0,01206 Вт
Pr5 = I5^2r = 0,0031 ^2 * 330 = 0,00324 Вт
Pr6 = I6^2r = 0,0019 ^2 * 330 = 0,00126 Вт
Pr7 = I7^2r = 0,0009 ^2 * 330 = 0,00028 Вт
Pr8 = I8^2r = 0,0005 ^2 * 330 = 0,00008 Вт
Pr9 = I9^2r = 0,0003 ^2 * 330 = 0,00004 Вт
Pr10 = I10^2r = 0,00027 ^2 * 330 = 0,00003 Вт
Pr11 = I11^2r = 0,00025 ^2 * 330 = 0,00002 Вт
Pn = I^2Rn = f(Rn) – мощность, выделяемая на нагрузке от сопротивления нагрузки Rn:
Pn1 = I1^2Rn1 = 0,0078 ^2 * 0 = 0
Pn2 = I2^2Rn2 = 0,0076 ^2 * 10 = 0,00058
Pn3 = I3^2Rn3 = 0,0068 ^2 * 50 = 0,00234
Pn4 = I4^2Rn4 = 0,0060 ^2 * 100 = 0,00366
Pn5 = I5^2Rn5 = 0,0031 ^2 * 500 = 0,00491
Pn6 = I6^2Rn6 = 0,0019 ^2 * 1000 = 0,00382
Pn7 = I7^2Rn7 = 0,0009 ^2 * 2500 = 0,00211
Pn8 = I8^2Rn8 = 0,0005 ^2 * 5000 = 0,00119
Pn9 = I9^2Rn9 = 0,0003 ^2 * 7500 = 0,00083
Pn10 = I10^2Rn10 = 0,00027 ^2 * 9000 = 0,00070
Pn11 = I11^2Rn11 = 0,00025 ^2 * 10000 = 0,00063
Mu = 100%(Pn/Pист) = f(Rn) – коэффицент полезного действия (КПД) цепи от
сопротивления нагрузки Rn:
Mu1 = 100 * (0/0,0205) = 0%
Mu2 = 100 * (0,00058/0,0199) = 2,94%
Mu3 = 100 * (0,00234/0,0178) = 13,16%
Mu4 = 100 * (0,00366/0,0157) = 23,26%
Mu5 = 100 * (0,00491/0,0081) = 60,24%
Mu6 = 100 * (0,00382/0,0051) = 75,19%
Mu7 = 100 * (0,00211/0,0024) = 88,34%
Mu8 = 100 * (0,00119/0,0013) = 93,81%
Mu9 = 100 * (0,00083/0,0009) = 95,79%
Mu10 = 100 * (0,00070/= 0,0007) = 96,46 %
Mu11= 100 * (0,00063/0,0007) = 96,81%
По предварительному расчёту
Rn, Ом
I, мА
Un, В
Рист, Вт
Pr, Вт
Pn, Вт
Mu, %
0
7,8
0
0,0205
0,02048
0
0
10
7,6
0,076
0,0199
0,01930
0,00058
2,94
50
6,8
0,342
0,0178
0,01545
0,00234
13,16
100
6
0,604
0,0157
0,01206
0,00366
23,26
500
3,1
1,566
0,0081
0,00324
0,00491
60,24
1000
1,6
1,954
0,0051
0,00126
0,00382
75,19
2500
0,9
2,296
0,0024
0,00028
0,00211
88,34
5000
0,5
2,439
0,0013
0,00008
0,00119
93,81
7500
0,3
2,490
0,0009
0,00004
0,00083
95,79
9000
0,27
2,508
0,0007
0,00003
0,00070
96,46
10000
0,25
2,516
0,0007
0,00002
0,00063
96,81
Графики зависимостей для 1 схемы:
По эксперементальным данным:
Rn, Ом
I, мА
Un, В
Рист, Вт
Pr, Вт
Pn, Вт
Mu, %
0
7,8
0
0,0205
0,02048
0
0
10
7,6
0,076
0,0199
0,01930
0,00058
2,94
50
6,8
0,342
0,0178
0,01545
0,00234
13,16
100
6
0,604
0,0157
0,01206
0,00366
23,26
500
3,1
1,566
0,0081
0,00324
0,00491
60,24
1000
1,6
1,954
0,0051
0,00126
0,00382
75,19
2500
0,9
2,296
0,0024
0,00028
0,00211
88,34
5000
0,5
2,439
0,0013
0,00008
0,00119
93,81
7500
0,3
2,490
0,0009
0,00004
0,00083
95,79
9000
0,27
2,508
0,0007
0,00003
0,00070
96,46
10000
0,25
2,516
0,0007
0,00002
0,00063
96,81
Схема 2:
Графики зависимостей для схемы 2:
Вопросы для самопроверки:
1. Какой источник называется источником ЭДС. Приведите примеры
независимых и зависимых источников.
Источники ЭДС - это такие элементы электрической цепи, у которых
разность потенциалов на выходе не зависит от величины и направления
протекания тока, т.е. их вольтамперные характеристики (ВАХ) представляют
собой прямые линии параллельные оси I.
Источник ЭДС обозначается кружком со стрелкой, указывающей
направление ЭДС.
Независимый источник ЭДС – двухполюсный элемент с заданной
величиной ЭДС, не зависящей от параметров цепи, подключенной к нему и с
неопределенным зависящим от нагрузки током.
В ТЭЦ реальные источники заменяют некоторой идеализированной
моделью, состоящей из комбинации идеального источника ЭДС Е и его
внутреннего сопротивления r.
Зависимые источники содержат идеальный источник ЭДС, ЭДС
которых зависит от напряжения в каком-либо другом месте электрической
цепи. Существует два типа зависимых источников ЭДС: источник
напряжения,
управляемый
напряжением
и
источник
напряжения,
управляемый током.
2. Режимы работы источника ЭДС.
Режим, при котором ток равен нулю I=0, называется режимом
холостого хода, в этом случае UH=UX=E. Физически это равносильно
отключению нагрузки (RH=).
Режим, при котором напряжение равно нулю UH=0, называется
режимом короткого замыкания (RH=0). В этом случаи ток достигает своего
максимального значения I=IK=E/r.
Если положить внутреннее сопротивление источника равным нулю r =
0, то нагрузочная характеристика не будет зависеть от тока UH=E. В этом
случае источник называется идеальным.
3. Чему равно падение напряжения на нагрузке UH при RH = r?
Падение напряжения на нагрузке при RH=r равно половине ЭДС.
4. Чему равна мощность выделяемая на внутреннем сопротивлении
источника Pr при RH=r?
Мощность выделяемая на внутреннем сопротивлении источника при R H=r
равна Половине мощности источника.
5. Чему равен КПД при RH=r?
КПД равен 50%.
Скачать