-
Thông tin
-
Hỏi đáp
Báo cáo thực hành cơ sở lý thuyết mạch điện môn Lý thuyết mạch | Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng
Báo cáo thực hành cơ sở lý thuyết mạch điện môn Lý thuyết mạch | Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng iúp sinh viên tham khảo, ôn luyện và phục vụ nhu cầu học tập của mình cụ thể là có định hướng, ôn tập, nắm vững kiến thức môn học và làm bài tốt trong những bài kiểm tra, bài tiểu luận, bài tập kết thúc học phần, từ đó học tập tốt và có kết quả cao cũng như có thể vận dụng tốt những kiến thức mình đã học
Môn: Lý thuyết mạnh 16 tài liệu
Trường: Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng 410 tài liệu
Thông tin:
Tác giả:
Preview text:
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN BÁO CÁO THỰC HÀNH
CƠ SỞ LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN
GVHD : TRẦN ANH TUẤN
Tên SV : Hồ Anh Dũng LỚP : 21TDH2 MSSV : 105210312 NHÓM : 21.32B
Đà Nẵng, tháng 12/2022 1 BÀI SỐ 1
PHẢN ỨNG CỦA MỘT NHÁNH ĐỐI VỚI KÍCH THÍCH ĐIỀU HÒA XÁC LẬP
I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
II.CÁC THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM III.
NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
1. Kết nối thiết bị:
2. Trình tự thí nghiệm
- Bật nguồn cung cấp xoay núm điều chỉnh điện áp để có điện áp thích hợp cho từng
mạch thí nghiệm (khoảng 100 – 120V)
- Ghi kết quả đo được vào bảng số liệu
- Từ kết quả đo được, xác định (z, φ) hay (y, - φ), môdul và acgumen của tổng trở
và tổng dẫn phức bằng các sử dụng các công thức:
Có thể nghiệm lại z, φ sau khi xác định được R, 𝑋𝐿, 𝑋𝐶, 𝑅𝐿 bằng công thức 2 Bảng số Liệu I P URLC U UL UC UR ULC z φ R X L C (A) (W (V) R (V) (V) C (V) (Ω) (Ω (H) (µF) ) (V (V) ) ) nhánh Kết quả đo Kết quả tính Thông số mạch R 0.09 9,68 107.63 1195,9 0.52 o 1100 0 0 0 L 0.10 1,45 107.47 1074,7 -82,2 o 0 1100 3,5 0 C 0.05 0.056 110,07 2201,4 90.59o 0 -2200 0 1.45 RC 0.10 3,08 109.84 2746 45.34o 2200 -2200 0 1.45 LC 0.09 1.19 110,36 1103,6 83,8o 0 1100 3.5 1.45 RLC 0.04 3,95 110.03 2750,75 25,9o 2200 -1100 3.5 1,45
I.Mạch chỉ có R=1100 (Ω) Đồ Thị Mạch R Ta có
𝑍 = U = 107.63 = 1195.9 (Ω) 𝑃 φ = arccos( ) =0.52 UI ﹾ
Vecto dòng điện và điện áp các nhá U I 3 Đồ Thị Mạch L
II. Mạch điện chỉ có cuộn dây L=3,5(H) Ta có: U 𝑍 = 107,47 = = 1074,7(Ω) I 0.10 φ = arccos( 𝑃 ) =-82,2 ﹾ UI
Vecto dòng điện và điện áp các nhánh: I φ U
Nhận Xét: U và I lệch pha nhau một góc xấp xỉ 82.2 độ và U chậm pha hơn I Đồ Thị Mạch C
III. Mạch điện chỉ có C = 1,45 (µF) Ta có
𝑍 = U = 110,07 = 2201,4 (Ω) I 0.05 φ = arccos( 𝑃 ) =90.59 ﹾ UI
Vecto dòng điện và điện áp các nhánh: U UC φ I
Nhận Xét: U và I lệch pha nhau một góc xấp xỉ 90 độ 4 Đồ Thị Mạch R-C
IV. Mạch điện gồm R=2200(Ω) và C=1.45(µF) Ta có: U 𝑍 = 109,84 = = 2746 (Ω) I 0,04 φ = arccos( 𝑃 ) =45,34 ﹾ UI
Vecto dòng điện và điện áp các nhánh: U UC φ UR I
Nhận Xét: U và I lệch pha nhau một góc xấp xỉ 45 độ Đồ Thị Mạch L-C
V. Mạch điện gồm L = 3.5(H) và C = 1.45(µF) Ta có: U 𝑍 = 110,36 = = 1103,6 (Ω) I 0.10 φ = arccos( 𝑃 ) = 83.8 ﹾ UI
Vecto dòng điện và điện áp các nhánh: U UC φ UL I 5 VI, Mạch điện g m
ồ R = 2200 (Ω), L = 3.5 (H) và C = 1,45 (µF) Ta có: Đồ Thị Mạch R-L-C U 110.03 𝑍 = = = 2750,75 (Ω) I 0.04 φ = arccos( 𝑃 ) = 25,9 ﹾ UI R = Z * Cosφ = 2474 (Ω) X = Z * Sinφ = 1201 (Ω) Tam giác t n ổ g tr : ở Z X φ R Tam giác tổng dẫn Y = 1 = 1 (J) Y z 2750,75 B B = 1 = 1 (J) X 1201 φ G = 1 = 1 (J) G R 2474
Vecto dòng điện và điện áp các nhánh U UC φ UR I UL 6 BÀI SỐ 2
CÁC HỆ SỐ TRUYỀN ĐẠT VÀ TÍNH XẾP CHỒNG TƯƠNG HỖ I.
MỤC ĐÍNH CỦA THÍ NGHIỆM
1. Thấy rõ hệ số truyền đạt, tổng trở, tổng dẫn.
2. Nghiêm lại tính xếp chồng của mạch tuyến tính.
3. Nghiệm lại tính tương hỗ của mạch Kirshop có tương hỗ. II.
THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM STT Tên thiết bị Quy cách Số lượng 1 Hệ thống EMS 1 2 Nguồn cung 220/380V-3A-AC 1 cấp 3 Tải trờ kháng 231W-220V-AC (8311- 1 05) 4 Tải cảm kháng 231 VAr-220V-50Hz 1 (8321-05) 5 Tải dung kháng 231 Var-220V(400V 1 MAX) -50Hz (8311- 05) 6 Giao diện thu 1 thập dữ liệu 7 Các dây nối mạch III.
NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
1.Kết nối thiết bị
- Thiết lập sơ đồ mạch điẹn như hình vẽ sau. 1
2. Trình tự thí nghiệm
a. Xác định hệ số truyền đạt 𝐾𝑈, 𝑌𝐽𝐾 , 𝑌𝐽𝐽.
- Hiển thị màn hình ứng dụng metering.
- Hình 2a cấp nguồn 4-N. Dùng vôn kế E1 đo áp 4-N, vôn kế E2, E3 đo áp
𝑈21, 𝑈31. (Lưu ý lúc này U' 11= U' a- U' 31, U' 31= U' 21)
- Bật nguồn điều chỉnh điện áp để có 𝑈𝑎 =100V, ghi các số liệu đo vào bảng số liệu.
- Hiển thị màn hình phân tích góc pha lấy vecto ,E,,,, 1 làm chuẩn xác
định góc pha của các điện áp và dòng điện từ đó xác định các hệ
số truyền đạt. Các kết quả đo đạc và tính toàn ghi vào bảng 2.1 Bảng số liệu 2.1 : U U K a 11 U21 U31 I1 I2 I3 U21 KU31 Y11 Y21 Y31 Trị 99,52 79,42 41.65 41.32 0,07 0.02 0.07 0.278 0.282 0.001 4.23.10-4 1.4.10-5 số Gốc 00.00 23,43 -50,81 -49,85 23,83 -49.15 40,27 -0.327 -0.325 -1.88 2.73 1.49 pha
- Hình 2b cấp nguồn 5-N. Dùng Vônkế E1 đo áp 4-N, vôn kế E2, E3
đo áp Ub, U32. (Lưu ý lúc này U' 22= U' b- U' 32, U' 12= U' 32).
- Bật nguồn điều chỉnh điện áp để có U =
b 100V, ghi các số liệu đo vào bảng số liệu.
- Hiển thị màn hình phân tích góc pha lấy vecto E,,,,, 1 làm chuẩn, xác
định góc pha của các điện áp và dòng điện đã đo từ đó xác định 2
các hàm truyền đạt. Các kết quả đo đạc và tính toán ghi vào bảng số liệu 2.2 Bảng số liệu 2.2 : Hình 2a Hình 2b BÀI SỐ 3
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH GIỮA CÁC BIẾN TRONG MẠCH TUYẾN
TÍNH NGHIỆM ĐỊNH LÝ THÊVÊNIN – NORTON
NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
1. Kết nối thiết bị
Cài đặt nguồn cung cấp, giao diện thu thập dữ liệu và các module tải vào hệ thống EMS.
Đặt công tắc của nguồn cung cấp tại ví trí O (OFF), vặn núm điều chỉnh
điện áp về vị trí min. Đặt công tắt chọn của Vôn kế tại vị trí 4.N, và đảm bảo
nguồn cung cấp đã được nối với bảng điện 3 pha.
Đảm bảo DAI LOWER INPUT được nối với nguồn cung cấp, cáp dẹt
được nối từ máy tính đến giao diện thu thập và xử lý dữ liệu
Thiết lập sơ đồ mạch điện như hình vẽ 3
2. Trình tự thí nghiệm
a) Nghiệm quan hệ tuyến tính giữa dòng, áp trong mạch điện tuyến tính
Hiển thị màn hình ứng dụng Metering và thiết lập File cấu hình TN3a.met
Dùng E1, E2, E3 để đo U, U1, U3, mở cửa sổ PQS(E3,I3) để đo công suất
trên nhánh 3 trong mạch thí nghiệm 4
Bật nguồn, xoay núm điều chỉnh điện áp để có điện áp đưa vào mạch thí nghiệm cỡ 200V
Cho R1 = 73Ω, C2 = 3,34µF, Z3 (gồm R3 nối tiếp L3) biến thiên (lấy 3 giá trị của Z3).
Ghi các thông số dòng, áp đo được vào bảng số liệu 3.1
Ứng với từng lần thay đổi Z3 hiển thị màn hình phân tích góc pha, lấy vectơ
E 1 làm chuẩn xác định góc pha của các vectơ dòng áp đã đo.
Tắt nguồn, xoay núm điều chỉnh điện áp về vị trí min.
Chứng minh quan hệ tuyến tính giữa áp, dòng trên một nhánh bất bỳ trong
mạch (chẳng hạn nhánh 3. Giữa áp và dòng có quan hệ: U 3 = A. I3 + B (1).
Xác định A, B dựa vào hai lần đo đầu tiê (lập hệ phương trình 2 ấn số A, B).
Chứng tỏ cặp cáp, dòng U
3 , I3 ở lần đo thứ 3 thỏa mãn quan hệ (1) với A, B vừa xác định được. Bảng 3.1 Lần đo U U1 U2 U3 I1 I2 I3 P3 A B .Kết quả đo Kết quả tính 1 222.59∠0 o 116.48 154.28 0.15 0.19 0.08 9.04 613.03∠ 161.55 ∠37.05 o ∠-26.59o ∠37.66o ∠62.24o ∠-69.44o 132.21o ∠-44.32o 2 221.44∠0 o 123,77 167.47 0.16 0.20 0.06 3.26 ∠44.68o ∠-31.62o ∠45.26o ∠57.18o ∠-89.59o 3 221.24∠0 o 138.69 169.68 0.18 0.21 0.03 2.21 ∠46.78o ∠-36.39o ∠47.39o ∠51.72o ∠- 106.63o Xét trên nhánh thứ 3: U 3 = A. I3 + B(*)
Lần 1: 154.28∠-26.59o = A.0,08∠-69.44 + B
Lần 2 : 167.47∠-31.62o = A.0.06∠-89.59 + B
Giải Hệ phương trình trên ta được: A=613.03∠132.21 o B=161.55∠- 44.32o Thay U ,
3 I3 lần 3 vào (*) ta có: 169.68∠-36.39o = A0.03∠-106.63o + B (**) 5
Thay A, B vào vế phải phương trình (**), ta được: 6
(613.03∠132,21o).(0.03∠-106,63o ) +161.55∠-44.32o =
168.75∠-38.4o (= U3) (Gần Bằng)
Vì vế trái gần bằng vế phải nên cặp dòng U 3 , I3 ở lần đo thứ 3
thỏa mãn hệ tuyến tính (*) với A, B vừa xác định được.
Vậy các biến trong mạch có quan hệ tuyến tính với nhau. Lần 1 Lần 2 Lần 3 7 U 𝑈ℎở 𝐼𝑛𝑔ắ𝑛 𝑍𝑣 𝑌𝑣 200∠0° 153,66 −44,04° 0,28 1.08° 548.78 −45,12° 0,0018 45.12°
b) Nghiệm định lý Thêvenin – Norton
Coi U, 𝑅1, 𝐶2 (đến a, b) là mạng một cửa tuyến tính có nguồn
Phương trình Thêvenin: 𝑈 = 𝑈 ℎở − 𝑍𝑣𝐼 (2)
Phương trình Norton: 𝐼 = 𝐼𝑛𝑔 ắ𝑛 − 𝑌𝑣𝑈 (3) - Bảng số liệu 3.2
Phương trình Thêvenin: 𝑈 = (153,66∠ − 44,04°) − (548.78∠ − 45,12°)𝐼
Phương trình Norton: 𝐼 = (0,28∠1,08°) − (0,0018∠45,12°)𝑈 Nghiệm lại định lý Thêvenin:
(1) 𝑈 = (546.65 ∠ -44,45°)𝐼3 + (151,47 ∠ − 43,22°)
(2) 𝑈 = (153,66∠ − 44,04°) − (548.78∠ − 45,12°)𝐼 ⇒
A = 546,65 ∠ -44.45° ≈ 𝑍𝑣 = 548.78∠ − 45,12°
B = 151,47 ∠ − 43,22° ≈ 𝑈ℎở =153.66∠ − 44,04° 8
c) Nghiệm lại điều kiện phát công suất cực đại của mạng một cửa
- Để 𝑃3 đạt giá trị cực đại thì Z3 phải bằng số phức liên hợp của Zv ⇒ Z3 = 387,23 + 388.85j
Vậy R = 387.85 Ω và XL = 388.85 Ω
Công suất 𝑃3 lúc này = 𝑈4ℎ𝑅ở2 = 0,93 W 9 Hở mạch Ngắn mạch Ua Ub Uc Uab Ubc Uca 109.96∠−179.93° 108,63 ∠ -59,84° 113,17 ∠64,16° 186,13 ∠−30,53° 187,24 ∠ 89,61° 198,28 ∠−149,74° Ia Ib Ic Iab Ibc Ica 0,09 ∠0 ° 0,09 ∠ 120,84° 0,09 ∠−119,18° 0,09∠ 0° 0,09 ∠ 120,98° 0,09 ∠−115,29°
BÀI 6. MẠCH BA PHA ĐỐI XỨNG VÀ KHÔNG ĐỐI XỨNG
a) Quan hệ về dòng, áp dây, pha trong mạch 3 pha đối xứng Lấy R = 1100 Ω Bảng số liệu 6.1
+ Đối với mạch nối Y. Dựa vào bảng 6.1 ta có:
𝑈𝑃 {⇒ Nghiệm đúng với lý thuyết 𝐼𝑃 = 𝐼𝑑 + Dựa vào đồ thị: 1
• Điện áp dây nhanh hơn điện áp pha góc 30°
• Dòng điện dây cùng pha với dòng điện pha Bảng số liệu 6.2 Ua Ub Uc Uab Ubc Uca 203.25 ∠ 212.86 212.58 202.36 ∠ 0° 206.19 ∠ 0° 197,21 ∠ 120,56° 120,66° ∠−120,51° ∠−120.76° Ia Ib Ic Iab Ibc Ica 0,29 ∠ 0,29 ∠152,17° 0,29 ∠−87,28° 0,15 ∠ 0,75° 0,15 ∠ 121,02° 0,15 ∠−118,61° 32.19°
+ Đối với mạch nối Δ. Dựa vào bảng 6.1 ta có:
𝐼𝑑 {𝐼𝑃 = ⇒ Nghiệm đúng với lý thuyết
𝑈 = 𝑈𝑑 + Dựa vào đồ thị:
• Dòng điện dây nhanh hơn dòng điện pha góc 30°
• Điện áp dây cùng pha với điện áp pha
b) Xác định điểm trung tính tam giác điện áp khi nguồn và tải không đối xứng Bảng số liệu 6.3 Uc Ua Ub Uab Ubc Uca 77.33 ∠ - 130.59 ∠ -30.08° 160.41 ∠61.67° 196,12∠ -20,31 200,16∠ 99,78° 211.20 ∠−140.80° 179.60° Ia Ib Ic Iab Ibc Ica 0,06 ∠ 0° 0,06 ∠ 149,89° 0,03 ∠−119,50° 0,06 ∠ 0,00° ∠ 0,06 149.99° 0,03∠−119.35° - Nhận xét
+ Giá trị điện áp pha và điện áp dây khác nhau về độ lớn
+ Giá trị dòng cũng khác nhau về giá trị
+ Các giản đồ vecto góc lệch pha của điện áp không còn là 1200 1
+ Khi thay đổi mạch 3 pha không đối xứng làm góc lệch pha và giá trị điện áp và
dòng điện cũng đổi theo 1 Hình 6a Dây Hình 6a Pha 12 Hình 6b Dây Hình 6b pha