Tài liệu Báo cáo thí nghiệm giải tích mạch cặp số đặc trưng nhánh xoay chiều

TRƯỜNG ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BM CSKT ĐIỆN – PTN MẠCH & ĐO BÁO CÁO THÍ NGHIỆM GIẢI TÍCH MẠCH BÀI SỐ 2 CẶP SỐ ĐẶC TRƯNG NHÁNH XOAY CHIỀU Ngày làm thí nghiệm: Ngày nộp báo cáo thí nghiệm: Danh sách SV thực hiện và phân công trong bài thí nghiệm: S MSSV Họ tên SV Lắp. Đo và T vẽ tính số T mạch liệu - đồ (2đ) thị (4đ) 1 30% 30% 2 3 Công thức lý thuyết (1đ) 30% Viết nhận xét số liệu đo (1đ) 30% Ký tên Điểm Bài báo cáo TN do GVHD chấm (max = 8) A. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: Khảo sát các thông số đặc trưng của một nhánh trong trường hợp tác động là nguồn xoay chiều hình sin . B. LÝ THUYẾT: Trong chế độ xác lập điều hòa (kích thích hình sin), mỗi nhánh được đặc trưng bởi một cặp số (Z, ϕ) hay (Y, -ϕ). U = Z* I hay I = Y * U Với : ϕ = ϕu – ϕi . Góc ϕ cũng có thể xác định qua giản đồ vecto của mạch hoặc công suất P : P = U x I x cos(ϕ) = Re[Z] x I2 . C. DANH SÁCH THIẾT BỊ DÙNG TRONG BÀI THÍ NGHIỆM: - Các phần tử mẫu : R, L, C. - V.O.M ; Ampe kế AC và Watt kế. - Nguồn điện 220v ; Variac. - Nguồn điện DC. - Dây nối . D. QUÁ TRÌNH THÍ NGHIỆM: I. Mạch thuần trở , Mạch có tính cảm và Mạch thuần dung : 1.Mạch thuần trở:  Sơ đồ mạch thí nghiệm:  Bảng số liệu: Công suất P (W) 65 Dòng điện I (A) 1.085 Áp toàn nhánh U (V) 60  Giản đồ vectơ dòng-áp thực nghiệm: +j UR IR +1 O      Dựa vào giản đồ véc tơ: Trở kháng tương đương: Z = 55.3 (Ω) ; Dẫn nạp tương đương: Y = 0.018 (Ʊ) Hệ số công suất: Cos (ϕ) = 1 Điện trở thuần: R = 55.3 (Ω) Nhận xét: Điện áp trên hai đầu điện trở và dòng điện qua nó cùng pha với nhau. 2. Mạch trở kháng R nối tiếp L:  Sơ đồ mạch thí nghiệm:  Bảng số liệu: Công suất Dòng điện P (W) I (A) 12 0.46 Áp toàn nhánh U (V) 60 Áp trên cuộn dây UL (V) 50 Áp trên điện trở UR (V) 25  Giản đồ vectơ dòng-áp thực nghiệm: +j UL URL UR       IR +1 O Dựa vào giản đồ véc tơ: Trở kháng tương đương: Z = 54.35+108.7j (Ω) Dẫn nạp tương đương: Y = 3.68*10-3 – 7.36*10-3j (Ʊ) Hệ số công suất: Cos (ϕ) = 0.575 Điện trở : R = 54.35 (Ω) Điện cảm: L = 0.346 (H) Nhận xét: Điện áp uL (t) nhanh pha hơn so với dòng iL (t) một góc 𝜋/2 hay dòng chậm pha với áp một góc 𝜋/2. 3. Mạch trở kháng R nối tiếp L:  Sơ đồ mạch thí nghiệm:  Bảng số liệu: Công suất P (W) 0 Dòng điện I (A) 0.388 Diện áp U (V) 60  Giản đồ vectơ dòng-áp thực nghiệm: +j IC +1 O UC      Dựa vào giản đồ véc tơ: Trở kháng tương đương:Z= -154.6 (Ω); Dẫn nạp tương đương:Y =6.47*10-3 (Ʊ) Hệ số công suất: Cos (ϕ) = 0 Điện dung: C = 2.06*10-5 (C) Nhận xét: Về pha, dòng điện ic (t) nhanh pha hơn so với điện áp uc (t) một góc 𝜋/2, hay điện áp chậm pha so với dòng điện một góc 𝜋/2. II. Mạch R-L-C nối tiếp:  Sơ đồ mạch thí nghiệm:  Dòng điện và điện áp trên các phần tử: Dòng điện I (A) 0.605 Áp trên R UR (V) 32.5 Áp trên L UL (V) 60 Áp trên C UC (V) 100  Bảng đo công suất khi cuộn áp của Wattmeter lần lượt được mắc ở các vị trí: A-B ; B-C ; B-D và A-D. PAB (W) 20 PBC (W) 5 PBD (W) 5 PAD (W) 30  Đồ thị véc tơ điện áp của mạch : UL UR O 51o +1 IR U UC  Trở kháng nhánh dạng phức: Z = 85.1 ∠ -51o (Ω)  Công suất phức toàn mạch:S = U.I =(51.5 ∠ -51o )*(0.605 ∠ 0o)= 19.6-24.22j (W)  Phần thực công suất gần bằng với giá trị công suất trên điện trở.  Phần ảo của công suất phức ở trên được gọi là công suất phản kháng. Ta có thể đo giá trị thành phần U, I và áp dụng công thức sau để tính: Q = U*I*sin(-51o). III. Mạch R-L-C song song: Câu a:  Sơ đồ mạch thí nghiệm:  Giá trị các dòng điện: I = 0.22 (A) ; I1 = 0.465 (A) ; I2 = 0.31 (A) Câu b:  Số chỉ Wattmeter: P = 15 (W)  Đồ thị vectơ dòng điện của mạch: I2 U +1 O 27o 63o I I1  Dẫn nạp nhánh dạng phức: Y = 11/3000 ∠ -27o (Ʊ) Câu c:  Thực hiện mạch đo như sau:  Bảng đo công suất khi cuộn áp Wattmeter mắc ở các vị trí: A-B và A-D. PAB (W) 0 Câu d:  Điện áp trên các phần tử: UR = 25 (V) PAD (W) 7.5 ; UL = 50 (V) ; UC = 60 (V).  Đồ thị vectơ điện áp của mạch: UL UAD 55o O UR +1 63o I1 UC  Góc lệch pha ϕ1 của điện áp UAD và dòng điện I1: ϕ1 = 118o Câu e:  Mắc cuộn áp Wattmeter vào vị trí B-D: PBD = 5 (W) Số đọc được đặc trưng cho công suất tác dụng của đoạn mạch B-D