Артикул: 1168424

Раздел:Технические дисциплины (111921 шт.) >
  Теоретические основы электротехники (ТОЭ) (25716 шт.) >
  Цепи несинусоидального тока (735 шт.)

Название или условие:
Лабораторная работа 11
ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕПЕЙ С НЕСИНУСОИДАЛЬНЫМИ ТОКАМИ
Цель работы.
Экспериментальная проверка метода разложения периодической несинусоидальной функции в тригонометрический ряд Фурье; исследование работы линейной цепи при воздействии несинусоидального периодического напряжения.

Описание:
Компьютерное моделирование
При выполнении виртуального эксперимента все типы исследуемых сигналов формируются двумя способами.
Способ 1 – с помощью функционального генератора, при необходимости дополненного источником постоянного напряжения (рис. 2), или с помощью выпрямителей.
Способ 2 – с помощью моделирующей цепи, схема которой приведена на рис. 3. Моделирование производится на основе первых четырёх членов разложения в двойной ряд Фурье (номера гармоник могут не совпадать с номерами членов разложения в ряд Фурье) Ua, Ub, Uc, Ud, при необходимости добавляется постоянная составляющая U0. По способу 1 получается сигнал, по форме близкий к идеальному.
По способу 2 получается модель такого сигнала с некоторой степенью приближения к идеальному сигналу. Количественной оценкой этого приближения служат амплитудные спектры и коэффициенты гармоник сигнала и его модели, полученные с помощью инструментальных средств программы EWB.
1. Запустить программу EWB.
Собрать цепь согласно схеме рис. 2. Положение переключателя S1 устанавливается по умолчанию клавишей [Пробел]. Форма сигнала соответствует п. б) табл. 1.
2. В командной строке выбрать параметры моделирования Analysis\Fourier, в открывшемся диалоговом окне выбрать точку анализа (Output node → 6), частоту основной гармоники (Fundamental frequency → kHz), число гармоник (Number of harmonics → 9) и нажать кнопку Simulate
В открывшемся окне в режиме Fourier появятся амплитудный спектр треугольного сигнала и суммарный коэффициент нелинейных искажений. Измерить амплитуды гармоник с первой по седьмую и коэффициент нелинейных искажений, данные занести в строку б) табл. 2.
3. Собрать цепь согласно схеме рис. 3. В этой цепи U0 = U2 = U4 =
= U6 = 0 В, Uа соответствует первой (основной) гармонике U1, Ub – третьей гармонике U3 , Uc – пятой гармонике U5 , Ud – седьмой гармонике U7 . Амплитуды гармоник при моделировании выбрать следующим образом.
Амплитуду первой гармоники принять за 100% и взять значение напряжения Uа = 100 В (в программе EWB 5.12 это соответствует действующему значению напряжения источника Uа). Амплитуды остальных гармоник задать относительно первой согласно разложению в ряд Фурье из табл. 1 п. б).
4. Для выполнения заданий, соответствующих п. в) и г) табл. 1 – 3, использовать схемы цепей рис. 2 и 3 с изменениями параметров источников согласно разложению табл. 1 п. в) и г).
5. Собрать цепь согласно схеме рис. 4.
6. Повторить действия п. 2, выбрав в диалоговом окне точку анализа Output node→2, данные занести в строку д) табл. 2.
7. Собрать цепь согласно схеме рис. 2. Переключатель S1 установить в положение, соответствующее включённому в цепь источнику постоянного напряжения U0. Параметры U0, Ua – Ud установить согласно пункту д) табл. 1.
8. Повторить действия п. 6.
Провести сравнительный анализ коэффициентов нелинейных искажений в исходных сигналах и их моделях. Выяснить причину расхождений, сделать выводы.

Подробное решение в WORD+файл MathCad+ 2 файла EWB

Поисковые тэги: Разложение в ряд Фурье, Electronics WorkBench

Изображение предварительного просмотра:

<b>Лабораторная работа 11 <br />ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕПЕЙ С НЕСИНУСОИДАЛЬНЫМИ ТОКАМИ <br />Цель работы.</b> Экспериментальная проверка метода разложения периодической несинусоидальной функции в тригонометрический ряд Фурье; исследование работы линейной цепи при воздействии несинусоидального периодического напряжения.

Процесс покупки очень прост и состоит всего из пары действий:
1. После нажатия кнопки «Купить» вы перейдете на сайт платежной системы, где можете выбрать наиболее удобный для вас способ оплаты (банковские карты, электронные деньги, с баланса мобильного телефона, через банкоматы, терминалы, в салонах сотовой связи и множество других способов)
2. После успешной оплаты нажмите ссылку «Вернуться в магазин» и вы снова окажетесь на странице описания задачи, где вместо зеленой кнопки «Купить» будет синяя кнопка «Скачать»
3. Если вы оплатили, но по каким-то причинам не смогли скачать заказ (например, случайно закрылось окно), то просто сообщите нам на почту или в чате артикул задачи, способ и время оплаты и мы отправим вам файл.
Условия доставки:
Получение файла осуществляется самостоятельно по ссылке, которая генерируется после оплаты. В случае технических сбоев или ошибок можно обратиться к администраторам в чате или на электронную почту и файл будет вам отправлен.
Условия отказа от заказа:
Отказаться возможно в случае несоответсвия полученного файла его описанию на странице заказа.
Возврат денежных средств осуществляется администраторами сайта по заявке в чате или на электронной почте в течении суток.

Похожие задания:

Задан ток на участке цепи i=20+7√2sinωt+25√2sin3ωt. Определить напряжение на катушке, если L = 0.01 Гн, ω = 200 рад/с.
u = 100√2sinωt+10√2sin3ωt (B)
R = 10 Ом
XL = 0.1 Ом
Определить ток цепи i(t)

Задача 4.1. На рис. 4.2 изображена схема трехфазной цепи. Каждая из них образована трехфазным генератором, который дает трехфазную несинусоидальную систему э.д.с., и равномерной нагрузкой. Значения амплитуды э.д.с. фазы А генератора, периода Т и параметров R, L и C даны в табл. 4.1. Требуется:
1. Найти мгновенное значение напряжения.
2. Построить график этого напряжения в функции времени.
3. Определить действующее значение этого напряжения.
4. Найти активную Р и полную S мощности трехфазной системы.
Вариант 78

Определить показания вольтметра электромагнитной системы, если R1 = XL1 = XC2 = 10 Ом, XC1 = 20 Ом. e(t)=20sin(ωt) A.
Расчёт линейной цепи при несинусоидальных напряжениях и токах
Для электрической цепи, соответствующей номеру варианта, выполнить следующее:
1. Разложить аналитически в ряд Фурье заданную в виде графика периодическую синусоидальную ЭДС e=f(ωt). Написать уравнение мгновенного значения ЭДС.
2. Определить действующее значение несинусоидальной ЭДС.
3. Вычислить токи гармоник на неразветвленном участке цепи и записать закон изменения суммарного тока.
4. Построить в масштабе гармоники входного напряжения и их графическую сумму, а также заданную кривую (в одних осях).
5. Построить в масштабе графики гармоник токов и их графическую сумму.
6. Определить активную, реактивную и полную мощности, а также коэффициент мощности и коэффициент искажения.
Вариант 11

R = 200 Ом
L = 0.5 Гн
C = 30 мкФ
u(t)=800+500 sin⁡(ωt)+300 sin⁡(3ωt);
Определить активную и полную мощность цепи, а также показания вольтметра.
P - ?, S - ?, UL - ?

Определить показания прибора в цепи. Построить спектр измеряемого прибором сигнала. Найти для этого сигнала коэффициент искажения. Определить активную и полную мощность.
Вариант 4

Задача 2.2
Определить i(t), показания амперметра. Рассчитать входную активную, реактивную и полную мощности.

Дано: R = 200 Ом, L = 3 Гн, C = 4 мкФ, ω = 500 рад/с
u(t)=100√2sinωt+200√2sin2ωt
Определить i(t) и показания вольтметра

Вариант 60
Задача 2.2

u(t)=10+30sin(ωt-45°)+40sin(2ωt-135°)
R = 10; XC(1) = 20; XL(1) = 40
Определить i(t), показания вольтметра, входную активную и реактивную мощности. Приближенно построить график входного напряжения.