Лабораторная работа №3 Линии без потерь в установившемся синусоидальном режиме (стр. 3 )

В процессе эксперимента могут быть измерены:

ток в начале линии ;

напряжения в различных точках линии, путем переключения переключателя S1;

сдвиг фаз между мгновенными значениями напряжений в начале линии и на расстоянии , , ...8 с помощью осциллографа по методике, описанной в работе №2; если эллипс, получаемый на экране, окажется сильно искаженным, следует уменьшить входное напряжение, т.к. искажение вызывается насыщением ферритового сердечника и, соответственно, увеличением активных потерь в линии.

 

Задача лабораторной работы– экспериментально получить зависимости распределения действующих значений напряжений вдоль линии для трех режимов работы:

ХХ, КЗ и согласованного, а также измерить сдвиг фаз между мгновенными значениями напряжения в двух различных точках линии;

при условии, что длина линии l известна, рассчитать по экспериментальным данным вторичные параметры линии , предполагая, что исследуемая линия является линией без потерь;

на основе найденных значений вторичных параметров построить теоретическое распределение действующих значений напряжений вдоль линий на одном графике с экспериментальными.

 

3.2. Предварительная подготовка

 

В процессе подготовки следует внимательно изучить разделы 3.1. и Приложения 1, 2, а также оформить разделы отчета “схема эксперимента” и “методические пояснения” и подготовить таблицы для занесения результатов измерения и обработки.

В разделе ”теоретические пояснения” следует:

привести кривые распределения действующих значений напряжения вдоль линии без потерь для режимов ХХ, КЗ и согласованного ();

вывести выражения для определения ,  и Z по данным эксперимента в режиме хх на основе выражений (3.9.)

привести кривые мгновенных значений напряжения и функции времени в начале линии и на расстоянии  от начала () для двух режимов – согласованной нагрузки и кз;

записать выражения, определяющие величину сдвига  фаз между мгновенными значениями напряжений в начале линии и на расстоянии х от начала линии для согласованной нагрузки;

привести формулы для расчета  и  моделируемой линии на основе вторичных параметров линии (см. Приложение 2 );

привести формулы для расчета значений L и C симметричных четырехполюсников, моделирующих  часть линии длиной  (см. Приложение 2).

 

3.3. Экспериментальная и расчетная часть

 

1) Собрать схему эксперимента и проверить настройку осциллографа для измерения угла сдвига фаз.

2) Установить режим ХХ. Снять кривые распределения действующих значений напряжений вдоль линии для . Результаты занести в таблицу по форме табл.3.1.

 

Таблица 3.1.

Результаты измерения и обработки данных в режиме хх

Условия эксперимента: ——— м; при  ток =———А.

К	Действующие значения напряжений вдоль линии при	Обработка результатов
	, рад/м	, м	,м
0	=
1
...
8	=

 

3) Установить режим КЗ. Снять кривую , к=0, ..., 8 при . Результаты занести в таблицу по форме табл. 3.2. (вторая строка).

 

Таблица 3.2.

Результаты измерения в режимах КЗ и согласованном

к	1	2	3	4	5	6	7	8
режим КЗ и
ZH=Zc: и

 

4) Установить режим согласованной нагрузки, рассчитав предварительно значение . Произвести измерение сдвига фаз между мгновенными значениями напряжений в начале линии и на расстоянии  от начала:

AB=———; CD=———; sin=———; =———

Снять кривую , к =0, ..., 8 при и результаты занести в третью строку таблицы по форме таб. 3.2.

5) Представить результаты в виде графиков:

распределения (y) для трех режимов- ХХ, КЗ, при ; нанести пунктиром для каждого из режимов теоретические распределения;

распределения (y) для режима ХХ при ;

распределения мгновенных значений напряжений u(t) в режиме согласованной нагрузки для двух точек линии – в начале и на расстоянии  от начала, используя найденное значение .

6) Рассчитать первичные параметры линии  и , а также параметры четырехполюсника L и C.

 

3.4. Анализ результатов

 

Сделать критический анализ экспериментальных и рассчетных данных, оценить величину их относительной погрешности и в результате обьяснить соответствие экспериментальных и теоретических данных.

Приложение1

 

Геометрическая интерпретация и

 

Аргументами гиперболических функций в уравнениях линий с распределенными параметрами являются комплексные числа, поэтому и сами значения гиперболических функций будут комплексные числа. По определению