Принципы радиоизмерений Исследование стабилизированного выпрямителя Исследование усилительных каскадов Расчет трехфазной цепи Исследование нелинейных цепей постоянного тока Исследование электрических фильтров

Лабораторные работы по электронике и электротехнике


Лабораторная работа 12

Исследование нелинейных цепей постоянного тока

Цель работы - исследование вольтамперных характеристик нелинейных сопротивлений, а также графического метода расчета электрических цепей, содержащих нелинейные элементы (НЭ).

1. Пояснения к работе

Сопротивления, для которых не сохраняется прямая пропорциональная зависимость между током и напряжением, называются нелинейными. Если в электрической цепи имеется хотя бы один нелинейный элемент, она называется нелинейной.

В настоящей работе исследуются следующие элементы: лампа накаливания, нелинейное полупроводниковое сопротивление (НПС) и линейное сопротивление.

Примерный вид вольтамперных характеристик лампы накаливания и нелинейного полупроводникового сопротивления приведен соответственно на рис. 12.1 и 12.2.

Для снятия вольтамперных характеристик нелинейных элементов последние подключаются к реостату, включенному по схеме делителей напряжения (рис.12.3). При отсчете показаний приборов необходимо помнить, что некоторые нелинейные элементы являются инерционными. Поэтому каждый последующий отсчет необходимо делать спустя 5-10с после установления режима. Снимая вольтамперные характеристики нелинейных элементов, следует учитывать максимально допустимые напряжения и токи элементов, указанные на рабочем щитке.

2. Порядок выполнения работы

2.1. Снять ВАХ каждого нелинейного элемента в соответствии со схемой (рис.12.3).

Результаты измерений свести в табл. 12.1.

Таблица 12.1

Вольтамперные характеристики резисторных элементов

п/п

Нелинейное полупроводниковое

сопротивление

Uном =

Лампа накаливания

Uном =

Линейное сопротивление

Uном =

U, B

I, мA

r, Oм

U, B

I, мА

r, Ом

U, B

I, мА

r, Ом

1

2

и т.д.

2.2. Для каждого значения тока I (табл.12.1) вычислить величину статического сопротивления элемента.

2.3. По данным табл. 12.1 в одной и той же системе координат построить ВАХ нелинейных элементов.

2.4. В той же системе координат расчетным путем на основании данных табл.12.1 построить вольтамперные характеристики:

а) последовательного соединения лампы накаливания и НПС;

б) параллельного соединения лампы накаливания и НПС;

в) смешанного соединения трех нелинейных элементов при условии, что в общей части цепи включено НПС или лампа накаливания (по указанию преподавателя).

Результаты графического расчета свести в табл. 12.2.

Таблица 12.2

Вольтамперные характеристики цепи при различных схемах

соединения нелинейных элементов

п/п

Последовательное соединение НЭ

Параллельное соединение НЭ

Смешанное соединение НЭ

U, В

Расчетное

Экспериментальное

U,В

Расчетное

Экспериментальное

U,В

Расчетное

Экспериментальное

Iр, мА

Iэ, мА

Iр, мА

Iэ, мА

Iр, мА

Iэ, мА

1

2

3

и т.д.

2.5. Собрать схемы, соответствующие п.2.4,а,б,в и экспериментально проверить результаты графического расчета.

Ток IЭ измерить для тех же значений напряжений, для которых расчетным путем получены токи IР.

Результаты измерений также свести в табл. 12.2.

2.6. В одной системе координат построить зависимости статических сопротивлений нелинейных элементов от напряжения.

3. Методические указания к оформлению отчета

3.1. При оформлении отчета, кроме схемы рис.12.3, привести схемы, соответствующие исследованиям п.2.5.

3.2. При графическом расчете нелинейных цепей для наглядности желательно воспользоваться цветными карандашами или фломастерами.

4. Вопросы для самопроверки

4.1.Какие цепи называются нелинейными?

4.2. Что называется ВАХ?

4.3. Как определяется статическое и дифференциальное сопротивления НЭ?

4.4. В чем заключается графический расчет при последовательном, параллельном и смешанном соединении НЭ?

4.5. Как изменяется статическое сопротивление лампы накаливания с ростом напряжения?

4.6. Назовите область применения исследуемых в работе нелинейных элементов.

Исследование  трёхфазных цепей при соединении сопротивлений нагрузки в треугольник Цель работы: экспериментальная проверка соотношений между линейными и фазными величинами и построение векторных диаграмм трёхфазной цепи при соединении сопротивлений нагрузки  в треугольник.

Исследование электрических цепей несинусоидального тока Цель работы: экспериментальная проверка методики расчета линейных электрических цепей при несинусоидальных воздействиях и исследование влияния индуктивности и емкости на форму кривой тока.

Исследование катушки со стальным сердечником Цель работы - исследование зависимости параметров схемы замещения и потерь в стали катушки от длины воздушного зазора и напряжения сети.


Исследование выпрямителя однофазного и трехфазного токов