Лабораторные работы по электротехнике

Лабораторная работа №3

Регулирование тока и напряжения приемника.

Цель работы: Ознакомиться со способами регулирования тока и напряжения на приемнике и преимуществом практического применения каждого способа регулирования.

Основные теоретические сведения.

Ток и напряжение приемника можно регулировать с помощью реостата (рис. 3-1) и с помощью делителя (рис. 3-4).

Рис.3-1.

Ток и напряжение UН в цепи с последовательным соединением RР и RН (рис. 3-1) связаны с величиной сопротивления регулировочного реостата RР соотношением:

, (3.1) , (3.2)

где

В соответствии с уравнением (3.2) построена кривая на рис. 3-2.

Рис. 3-2.

При увеличении сопротивления приемника RН, и неизменном максимальном значении сопротивления регулировочного реостата (Rр=0¸Rрмакс) пределы регулирования напряжения на приемнике сужаются (рис. 3-3.)

Рис. 3-3

При регулировании реостатом для расширения пределов и более плавного регулирования можно применить несколько реостатов, соединенных последовательно.

Рис. 3-4

Напряжение UН в цепи с параллельным соединением Rg и Rн (рис. 3-4) связано с введенной частью делителя R1, (параллельной приемнику) соотношением:

Или

, (3-4)

где

В соответствии с уравнением (3.4) построены кривые относительно выходного напряжения UН/U=f(l) для различных b (рис. 3-5.).

 


Рис.3-5.

Рис. 3-5.

Перечень оборудования.

1. Источник питания 36 В.

2. Резисторы: Rр=0¸100 Ом, R3=75 Ом.

3. Измерительные приборы: амперметр, вольтметр.

Содержание работы.

Рассмотреть два способа регулирования тока и напряжения на приемнике при различных нагрузках:

1) с помощью регулировочного сопротивления, включенного последовательно с источником питания и приемником.

2) с помощью делителя напряжения.

Порядок выполнения работы.

1. Регулирование с помощью регулировочного сопротивления.

1.1.Собрать для исследования электрическую цепь, схема замещения которой приведена на рис. 3-6.

Рис. 3-6

В качестве регулировочного сопротивления используется сопротивление RР (R=0¸100 Ом, Р=50 Вт), в качестве приемника RН1 используется резистор R4 = 36 Ом, и в качестве приемника RН2 – резистор R3 = 75 Ом.

1.2. Изменяя сопротивление регулировочного реостата RР при RН1 снять показания приборов для 5-6 точек и занести их в таблицу 1.

Таблица 1.

П/п

Данные измерений

Данные вычислений

RH1=36 Ом

U1 , B

U2 , B

I , A

Rр ,Ом

Rр/Rн1

U2/U1

1.

2.

3.

4.

5.

6.

1.3. Тот же эксперимент повторить при Rн2 и занести данные в таблицу 2.

Таблица 2.

№ п/п

Данные измерений

Данные вычислений

Rн2=75 Ом

U1 , B

U2 , B

I , A

Rр ,Ом

Rр/Rн2

U2/U1

1.

2.

3.

4. ^

5.

6.

1.4. По данным измерений вычислить RР (введенную часть регулировочного реостата), U2/U1, найти отношения RР/RН1, RР/RН2.

1.5. По данным таблиц 1 и 2 построить зависимости

и

2. Регулирование делителем.

2.1. Собрать для исследования электрическую цепь, схема замещения которой приведена на рис. 3-7.

Рис.3-7

В качестве делителя используется сопротивление RР (R=0¸100 Ом, Р=50 Вт), в качестве приемника RН1 используется резистор R4=35 Ом, в качестве приемника RН2 резистор R3=75 Ом. Вольтметр V2 должен быть включен до ключа В1.

2.2. Изменяя положение подвижного контакта делителя напряжения вращением ручки RР, снять показания приборов для 5-6 точек при RН1 и занести эти показания в таблицу 3. При каждом данном положении подвижного контакта делителя измерить напряжение холостого хода U2Х (при отключенном приемнике ключ В1 разомкнут).

Таблица 3.

№ п/п

Данные измерений

Данные вычислений

Rн1=20 Ом

U1 , B

U2 , B

U2х , B

I , A

U2 / U1

R1 / Rg

1.

2.

3.

4.

5.

6.

2.3. Повторить опыт при сопротивлении приемника RН2=40 Ом. Показания занести в таблицу, подобную таблице 3.

2.4. По данным измерений вычислить U2 /U1, R1/Rg=U2х/U1

2.5. По данным таблиц построить две зависимости

, при Rн2 = 40 Ом и Rн1 = 20 Ом.

Содержание отчета.

Отчет должен содержать:

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Схемы исследования.

4. Таблицы приборов и оборудования.

5. Таблицы с результатами измерений и вычислений.

6. Расчетные формулы.

7. Графики зависимостей.

8. Вывод.

Контрольные вопросы.

1. Вывести зависимости (3.1) и (3.2) для схемы рис.3-1.

2. Как влияет отношение Rрмакс/Rн на пределы регулирования тока и напряжения при реостатном регулировании?

3. Вывести зависимость (3.3) для схемы рис. 3-4.

4. Написать зависимость тока I от сопротивления R1 для схемы рис. 3-4.

5. Как влияет отношение b=Rн/Rg на пределы регулирования напряжения?

6. Как влияет отношение b = Rн/Rg на характер регулирования напряжения?

Литература

Сборник задач по общей электротехнике/Под редакцией В.С. Пантюшина.- М.: Высшая школа, 1973, №№ 1,5, 1.6, 1,12, 1,41.

Начертательная геометрия, физика полупроводников