Дослідження параметрів електричного кола при паралельному з’єднанні двох або більше генераторів змінного струму.

Мета: За допомогою програми ЕWВ дослідити явище суперпозиції змінних струмів однакової частоти.

Робоче завдання

1. Скласти віртуальне електричне коло за схемою, зображеною на рис. 1 і задати значення параметрів змінних струмів обох віртуальних генераторів.

2. Порівняти співвідношення між амплітудними значеннями та фазами коливань струмів окремих генераторів з амплітудою і фазою коливань результуючого струму.

3. Розрахувати початкову фазу та амплітудне значення резонансного струму та порівняти ці параметри з показами віртуальних приладів.

Програма підготовки

1. Опрацювати теоретичні відомості за літературою:

Основна: Л-1, с. 11-44; Л-2, с. 7-24.

Додаткова: Л-8, с. 212-218.

2.Виконати письмово такі завдання:

2.1. Розрахувати амплітудне значення сумарного струму, який виник у наслідок суперпозиції (додавання) двох інших струмів, створених окремими генераторами змінного струму. Для цього скористатися теоретичною частиною даної лабораторної роботи.

2.2. Розрахувати початкову фазу коливань новоствореної гармоніки.

2.3. Зарисувати робочі схеми до виконання роботи.

2.4. Зарисувати таблицю для запису даних вимірювань.

3. Знати основні елементи побудови електричних схем в програмі EWB.

Задача. Два генератори змінного струму мають частоту обертання якоря , початкові фази . Діючі значення струмів відповідно дорівнюють - . Обчислити амплітудне значення сумарного струму І_3max та початкову фазу. Записати закон, за яким змінюється змінний струм сумарної гармоніки.

Методичні рекомендації до виконання завдання

1. Визначити діючі значення струмів.

1.1. Скласти коло за схемою, зображеною на рис. 1. На схемі є два генератори змінного струму, 3 амперметри, резистори (R₁, R₂, R₃), осцилограф та перемикач (Space).

Рис. 1. Схема віртуального електричного кола для визначення

амплітудного значення, а також фази сумарного струму.

1.2. За допомогою діалогового вікна задати параметри кола (табл. 1) і встановити режим роботи амперметрів – АС (змінний струм).

1. Таблиця 1.

f(Гц)			R1(Ом)	R2(Ом)	R3(Ом)	І1(А)	І2(А)
1	60	-60	200	100	150	5	10

3. Увімкнути коло, амперметри покажуть значення струмів. Покази приладів записати до таблиці 2.

4. За заданими числовими значеннями параметрів двох генераторів ( ; ; І₁; І₂) обчислити амплітудне значення струму І₃ та початкову фазу і порівняти їх з показами приладів (табл. 2).

18. Таблиця 2.

№ п/п	І1 (А)	І2 (А)	І3 (А)	Іmax1 (А)	Іmax2 (А)	Іmax3 (А)

2. Встановити перемикач (Space) в інше положення, при якому осцилограф увімкнений в контур двох зустрічно увімкнених генераторів. Таке положення перемикача увімкне осцилограф на віднімання струмів, створених генераторами. Виконати п. 1.1. – 1.4.

3. Визначити фазу коливань сумарної гармоніки за допомогою осцилографа.

3.1. Скласти електричне коло за попередньою схемою. За допомогою курсору встановити режим роботи осцилографа (Expand).

3.2. Поставити перемикач у праве положення для фіксації каналом В осцилографа сумарної фази коливань струму на резисторі R₃. На осцилографі з’явиться дві синусоїди – канал А фіксує осцилограму на резисторі R_1, а канал В – на резисторі R_3.

3.3. Поставити візирні лінійки в точки, які відповідають, наприклад, нульовим значенням струмів І₁, І_3. Так як період коливань вказаний на горизонтальній координаті дорівнює 1 с. (частота 1Гц.), то ціна поділки дорівнює 0,1с. або 360⁰/10=36⁰.

3.4. Визначити різницю фаз між коливаннями змінного струму І₁ та І_3. Для цього можна скласти пропорцію, з якої й визначимо різницю фаз:

З цієї пропорції визначимо різницю фаз та початкову фазу коливань сумарної гармоніки: