Программа вычислительного эксперимента и аналитических расчетов. 1. Схема компонентной цепи для анализа в СМ МАРС приведена на рис

1. Схема компонентной цепи для анализа в СМ МАРС приведена на рис. 3.2. В состав цепи включены вольтметры V1, V2, V3 для измерения напряжений на катушке, конденсаторе и нагрузочном сопротивлении, а также амперметр А1 для измерения тока в цепи. Информация, снимаемая с измерительных приборов, визуализируется с помощью графика.

Рис. 3.2. Компонентная цепь

На основе этой схемы могут быть определены:

а) напряжения и токи на каждом из элементов (U_R, U_C, U_L и i) как функции от времени;

б) значения мгновенной мощности на нагрузочном сопротивлении Rн;

в) фазовый сдвиг входного напряжения и тока;

г) фазовые сдвиги напряжений на индуктивности и емкости по отношению к напряжению на нагрузочном сопротивлении.

2. Выбрать значения параметров элементов схемы в соответствии с заданным вариантом.

Варианты задания параметров

3. Рассчитать в СМ МАРС мгновенные значения тока и напряжений на элементах цепи в зависимости от времени. Для данной задачи рекомендуемым режимом анализа является динамический анализ с линеаризацией по явной схеме Эйлера. Чтобы выбрать его необходимо с помощью пункта “Параметры моделирования” меню “Анализ” вызвать окно “Настройка окна” (рис. 3.3). В нем на вкладке “Динамика” необходимо активизировать пункт “Явный метод Эйлера”. Выбранный режим анализа требует задания параметров моделирования. Необходимо, чтобы начальное время t_min=0, конечное время моделирования t_max равнялось 5-6 периодам сигнала источника, минимальный и максимальный шаг принять равными 0.01 и 0.1 от периода соответственно. Точность по потенциалу и по току должна равняться 0.1

Рис. 3.3. Выбор динамического режима анализа по явной схеме Эйлера

Результаты анализа выдать на график. Используя полученные графики, определить максимальные, а на их основе и действующие значения переменных и занести в табл. 3.1. Прочерк в таблице означает, что данная графа не заполняется.

Таблица 3.1.

Результаты расчета

4. Рассчитать аналитически значения переменных из предыдущего пункта и занести в табл. 3.1.

5. Приняв начальную фазу входного напряжения j e равной нулю, определить начальные фазы тока и напряжений, а также угол сдвига фаз между входным напряжением и током j вх и внести в табл. 2. Значения углов измерить в градусах.

Таблица 3.2

Результаты расчета

6. По схеме (рис. 3.4) определить в СМ МАРС с помощью двухканального осциллографа Δt и рассчитать по формуле фазовые сдвиги напряжений на емкости, индуктивности и нагрузочном сопротивлении по отношению к входному напряжению при частотах: f= 0.5f, f, 2f, 3f, 4f и результаты занести в таблицу 3.

Рис. 3.4. Схема эксперимента в СМ МАРС

Таблица 3.3.

Результаты эксперимента

7. Посмотреть, как меняется сдвиг фаз на емкости и индуктивности по отношению к входному напряжению при изменении значений этих элементов с помощью регулировочных приборов, и сделать выводы по изменению сдвига фаз.

8. Построить топографическую диаграмму напряжений в цепи.

Отчет по работе

Отчет по работе должен содержать:

1. схему цепи с параметрами и задание на работу;
2. формулы для расчета мгновенных значений токов и напряжений, а также угла сдвига фаз между входным током и напряжением;
3. таблицы данных вычислительного эксперимента и результатов расчета (табл. 3.1 и 3.2);
4. уравнения Кирхгофа для схемы;
5. вывод по изменению сдвига фаз при варьировании емкости и индуктивности;
6. топографическую диаграмму напряжений.

Отчёт по лабораторной работе №3

2014.

Введение.

Цели данной работы – изучение цепи при последовательном соединении - элементов, определение действующих и мгновенных значений токов и напряжений; определение начальной фазы и угла сдвига фаз токов и напряжений на элементах схемы; определение мгновенной мощности на нагрузке; построение топографических векторных диаграмм.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: