Основные теоретические сведения
СОДЕРЖАНИЕ Цели работы 3 1. Исходные данные 3 2. Задача лабораторной работы 4 3. Основные теоретические сведения 4 Решение 9 5. Вывод 18
Цели работы: - Закрепить знания по теории простых электрических цепей постоянного и однофазного синусоидального тока. - Получить навыки исследования на ЭВМ линий передачи постоянного тока, последовательных цепей с активным сопротивлением и индуктивностью, активным сопротивлением и ёмкостью.
Исходные данные. -схема цепи:
- значения исходных величин: U = UИСТ=1В, 2В, 3В; R=200Ом; L = 0,45мГн; f = 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100кГц. -исходный код на языке программирования высокого уровня С++: script % Программа расчета цепи с активным сопротивлением и ёмкостью
clc U = 1 dU = 1 Uk = 3 R = 200 C = 0.00045 k = 1; disp(' k U') while U <= (Uk + 0.00001) disp([k, U]) [f,UC,UR,P,Q] = F_RCcep(U, R, C, k) k = k + 1; U = U + dU; end
function [f,UC,UR,P,Q ] = F_RCcep(U, R, C, k) % Функция для расчёта напряжений и мощностей в последовательной RL цепи
disp(' Внутри функции') f = 40 : 10 : 100; W = 2*pi.*f; XC = 1./(W.*C); z = (R.*R + XC.*XC).^(0.5); I = U./z; UC = I.*XC; UR = I.*R; Q = I.^2.*XC; P = I.^2.*R; S = (P.^2 + Q.^2).^(0.5); cosfi = P./S;
%Графика figure (k); plotyy(f, UR, f, UC); grid on; title ('цепь постоянного тока') xlabel ('f'); legend ('UR', 'UC'); ylabel ('UR, UC'); gtext ('UR'); gtext ('UR');
2. Задача лабораторной работы:Построить в MATLAB графики зависимостей величин UR и UL от напряжений источника и частот переменного тока. Основные теоретические сведения Синусоидальный ток и основные характеризующие его величины. Максимальное значение функции называют амплитудой. Амплитуду тока обозначают 1 т. Период Т — эго время, за которое совершается одно полное колебание. Частота равна числу колебаний в 1 с (единица частоты f- герц (Гц) или с-1): f = 1/T Угловая частота (единица угловой частоты — рад/с или с-1) w = 2пf = 2п/T Аргумент синуса, т. е. (wt + j), называют фазой. Фаза характеризует состояние колебания (числовое значение) в данный момент времени T. Любая синусоидально изменяющаяся функция определяется тремя величинами: амплитудой, угловой частотой и начальной фазой
Среднее и действующее значения синусоидально изменяющегося тока. Под средним значением синусоидально изменяющегося тока понимают его среднее значение за полпериода. т. е. среднее значение синусоидального тока составляет 2/п = 0,638 от амплитудного. Аналогично, Еср = 2Ет/ п; Uср = 2Um/п. Широко применяют понятие действующего значения синусоидально изменяющейся величины (его называют также эффективным или среднеквадратичным). Действующее значение тока Следовательно, действующее значение синусоидального тока равно 0,707 от амплитудного. Аналогично, Е = Еm/Ö2 и U = Um/Ö2 Можно сопоставить тепловое действие синусоидального тока с тепловым действием постоянного тока, текущего то же время по тому же сопротивлению. Количество теплоты, выделенное за один период синусоидальным током,
Выделенная за то же время постоянным током теплота равна RI2T. Приравняем их: Таким образом, действующее значение синусоидального тока I численно равно значению такого постоянного тока, который за время, равное периоду синусоидального тока, выделяет такое же количество теплоты, что и синусоидальный ток. Сложение и вычитание функций времени на комплексной плоскости. Векторная диаграмма.
Требуется найти амплитуду 1т и начальную фазу j тока i. С этой целью ток i1 изобразим на комплексной плоскости вектором I1m = I1meij1, а ток i2 — вектором I2m = I 2me ij2. Геометрическая сумма векторов I1m I2m даст комплексную амплитуду суммарного тока I т= Imejj .Амплитуда тока 1m определяется длиной суммарного вектора, а начальная фаза j — углом, образованным этим вектором и осью +1. Для определения разности двух токов (ЭДС, напряжений) следует на комплексной плоскости произвести не сложение, а вычитание соответствующих векторов. Обратим внимание на то, что если бы векторы i1m, i2т и iт стали вращаться вокруг начала координат с угловой скоростью w, то взаимное расположение векторов относительно друг друга осталось бы без изменений. Векторной диаграммой называют совокупность векторов на комплексной плоскости, изображающих синусоидально изменяющиеся функции времени одной и той же частоты и построенных с
Исходные данные. -схема цепи:
- значения исходных величин: U = UИСТ=1В, 2В, 3В; R=200Ом; L = 0,45мГн; f = 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100кГц. -исходный код на языке программирования высокого уровня С++: script % Программа расчета цепи с активным сопротивлением и ёмкостью
clc U = 1 dU = 1 Uk = 3 R = 200 C = 0.00045 k = 1; disp(' k U') while U <= (Uk + 0.00001) disp([k, U]) [f,UC,UR,P,Q] = F_RCcep(U, R, C, k) k = k + 1; U = U + dU; end
function [f,UC,UR,P,Q ] = F_RCcep(U, R, C, k) % Функция для расчёта напряжений и мощностей в последовательной RL цепи
disp(' Внутри функции') f = 40 : 10 : 100; W = 2*pi.*f; XC = 1./(W.*C); z = (R.*R + XC.*XC).^(0.5); I = U./z; UC = I.*XC; UR = I.*R; Q = I.^2.*XC; P = I.^2.*R; S = (P.^2 + Q.^2).^(0.5); cosfi = P./S;
%Графика figure (k); plotyy(f, UR, f, UC); grid on; title ('цепь постоянного тока') xlabel ('f'); legend ('UR', 'UC'); ylabel ('UR, UC'); gtext ('UR'); gtext ('UR');
Задача:1) по программе в MATLAB рассчитать UR ; UL; P и Q для заданных значений напряжений источника и частот переменного тока. 2) Построить в MATLAB графики зависимостей величин UR и UL
Решение Редактируем код в программе С++, заменяя обозначение ёмкости С на индуктивность L. script % Программа расчета цепи с активным сопротивлением и индуктивностью
clc U = 1 dU = 1 Uk = 3 R = 200 L = 0.00045 k = 1; disp(' k U') while U <= (Uk + 0.00001) disp([k, U]); [f,UL,UR,P,Q] = F_RCcep(U, R, L, k); k = k + 1; U = U + dU; end
% Функция для расчёта напряжений и мощностей в последовательной RL цепи
% disp(' Внутри функции') f = 40 : 10 : 100; W = 2*pi.*f; XL = W.*L; z = (R.*R + XL.*XL).^(0.5); I = U./z; UL = I.*XL; UR = I.*R; Q = I.^2.*XL; P = I.^2.*R; S = (P.^2 + Q.^2).^(0.5); cosfi = P./S;
%Графика figure (k); plotyy(f, UR, f, UL); grid on; title ('цепь постоянного тока') xlabel ('f'); legend ('UR', 'UL'); ylabel ('UR, UL'); gtext ('UR'); gtext ('UR');
Создаём в программе MATLAB M-File, вводим код программы и сохраняем его.
С помощью программы MATLAB рассчитываем параметры рассчитать UR ; UL; P и Q для заданных значений напряжений источника и частот переменного тока.
Ответ:
С помощью программы MATLAB строим графики зависимостей величин UR и UL от напряжений источника и частот переменного тока.
Вывод В данной лабораторной работе мы закрепили знания по теории простых электрических цепей постоянного и однофазного синусоидального тока. Получили навыки исследования на ЭВМ линий передачи постоянного тока, последовательных цепей с активным сопротивлением и индуктивностью, активным сопротивлением и ёмкостью.
Популярное: Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (310)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |