Исследование пассивного четырехполюсника переменного тока
Лабораторная работа № 9
Исследование пассивного четырехполюсника переменного тока.
Цель работы: Исследование пассивного четырехполюсника переменного тока, определение параметров четырехполюсника, проверка основных соотношений.
Подготовка к работе
1. Ознакомиться с рабочим заданием и методическими указаниями. Ответить на следующие вопросы:
а) Что называется четырехполюсником (активным, пассивным)?
б) Какие основные формы записи уравнений пассивного четырехполюсника?
в) Что понимают под первичными параметрами четырехполюсника и какое соотношение существует между ними?
г) Что понимают под вторичными (характеристическими) параметрами четырехполюсника?
д) Что называют характеристическими сопротивлениями четырехполюсника и какая связь существует между ними и сопротивлениями холостого хода и короткого замыкания?
е) Что понимают под вторичными параметрами четырехполюсника?
ж) Дайте определение характеристической (или собственной) постоянной ослабления (затухания) четырехполюсника и как его можно рассчитать?
з) Какие опыты с четырехполюсником необходимо выполнить, чтобы определить полную систему «А»- параметров для четырехполюсника?
и) Характеризуйте системы «Y», «Z», «H» параметров для четырехполюсника и напишите для них исходные уравнения.
е) Дайте определение, напишите выражения для основных рабочих параметров четырехполюсника.
2. Составить протокол отчета по лабораторной работе. Провести теоретически в соотв. с п 4.3, 4.4, 4.5 «Рабочего задания» и результаты занести в приготовленные таблицы. По теоретическим данным провести предварительную обработку результатов в соответствии с разделом «Обработка результатов» и построить требуемые теоретические графические зависимости.
Рабочее задание
- Собрать Т-образную схему четырехполюсника для исследования в соотв. с рис.9.1 и вариантом задания (см. табл. 9.3).
Вх I1 C L I2 Вых
U1 R RН U2
EГ RШ
Рис.9.1
2. Выполнить со стороны выходных зажимов следующие опыты и измерять величины на зажимах четырехполюсника, указанные в таблице 9.1 (- сдвиг фаз между током и напряжением на выводах четырехполюсника со стороны подключенного генератора):
а) опыт холостого хода – к выходу четырехполюсника подключить RН=107 Ом;
б) опыт короткого замыкания – к выходу четы рехполюсника RН=0,001 Ом;;
в) нагрузочный режим – к выходу четырехполюсника подключить активную нагрузку в соответствии с вариантом задания. Результаты измерений занести в табл.9.1.
3. Аналогично п.2 выполнить опыты холостого хода и короткого замыкания со стороны входных зажимов четырехполюсника , генератор и нагрузку поменять местами- обратное включение четырехполюсника. Результаты измерений занести в табл.9.1.
4. В режиме моделирования работы нагруженного четырехполюсника на переменном токе «АС»- определить частотные свойства функции цепи, указанной в варианте задания (см табл. 9.3) . Результаты измерений занести в табл.9.2.
Частотный диапазон для исследований определить для этого пункта и последующего ( п.5 ): fН=f*0.1, fВ=f*10, где fН, fВ – нижняя, верхняя частота исследуемого диапазона, f- частота, заданная в варианте задания (см табл. 9.3).
Таблица 9.1
|
Режим
|
U1
|
I1
|
|
U2
|
I2
|
|
Питание на входных зажимах
|
Холостой ход
|
расчет
|
|
|
|
|
|
|
|
|
экспер.
|
|
|
|
|
|
|
|
Короткое замыкание
|
расчет
|
|
|
|
|
|
|
|
|
экспер.
|
|
|
|
|
|
|
|
Нагрузочный режим
|
расчет
|
|
|
|
|
|
|
|
|
экспер.
|
|
|
|
|
|
|
Питание на вы ходных зажимах
|
Холостой ход
|
расчет
|
|
|
|
|
|
|
|
|
экспер.
|
|
|
|
|
|
|
|
Короткое замыкание
|
расчет
|
|
|
|
|
|
|
|
|
экспер.
|
|
|
|
|
|
Таблица 9.2 Исследуемая функция цепи _____________________________________________________
|
f- частота
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Модуль функции
|
расчет
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
экспер.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фаза функции
|
расчет
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
экспер.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. В режиме моделирования работы четырехполюсника на переменном токе «АС»- определить частотную зависимость параметров четырехполюсника, указанных в варианте задания (см. табл. 9.3). Результаты занести в четыре таблицы, аналогичные табл.9.2.
Обработка результатов
1. По результатам измерений вычислить комплексы входных сопротивлений и проверить справедливость соотношения: Z1xx/Z1кз=Z2xx/Z2кз.
2. Рассчитать по данным опытов:
а) первичные параметры четырехполюсника - коэф фициенты A11, A12, A21, A22. Проверить правильность их определения по соотношению
A11A22 – A12, A21 = 1
б) характеристические (вторичные) параметры:
- постоянную передачи Г;
- характеристическую постоянную ослабления А,
- характеристическую постоянную фазы В.
3. Подставить найденные по результатам опытов вторичные параметры в систему, уравнений четырехполюсника через вторичные параметры для нагрузочного режима и проверить справедливость этих уравнений по опытным данным в табл.9.1.
4. По полученным коэффициентам четырехполюсника вычислить параметры П-образной схемы замещения.
5. Построить практические графики изменений исследуемой функции цепи и параметров цепи, а также рассчитать и построить на тех же графиках теоретические зависимости для этих функций.
6. Сделать выводы по работе.
Методические указания