Báo cáo thí nghiệm môngiải tích mạch bài 2 mạch điện 1 chiều (DC)

Mục đích thí nghiệm: Bài thí nghiệm giúp các sinh viên thực hiện các mạch điện cơ bản như mạch chia áp , mạch chia dòng, kiểm chứng các luật Kirchoff và khảo sát mạch còn giúp sinh viên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA-ĐHQG TPHCM

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

Báo cáo thí nghiệm Môn: Giải tích mạch

GVHD: Cô Nguyễn Thanh Phương

Bài 2: Mạch điện 1 chiều (DC)

I Mục đích thí nghiệm:

Bài thí nghiệm giúp các sinh viên thực hiện các mạch điện cơ bản như mạch chia

áp , mạch chia dòng, kiểm chứng các luật Kirchoff và khảo sát mạch còn giúp sinh viên so so sánh kết quả giữa tính toán lý thuyết và kết quả thí nghiệm của mạch

điện DC một nguồn và nhiều nguồn

 Dòng trong mạch phải bé hơn 10mA

 Vẽ mạch thiết kế và cho biết các trị số :

R1=2.2kΩ, R2= 23∙2.2kΩ

III Mạch chia dòng

a) Thực hiện chia dòng như Hình 1.2.2.1

 Vẽ mạch thiết kế và cho biết trị số R2=3,133kΩ

 Thực hiện mạch đã thiết kế

IV Giải tích mạch DC nhiều nguồn dùng chế nút và mắc lưới :

Với E1= ¿nguồn áp DC có giá trị 5 V

4 6 8 10 12 0

Giá trị đo khi có cả hai nguồn

% sai số khi dùng xếp chồng

VIII Sơ đồ Theveni -Norton và nguyên lý truyền công suất cực đại:

Bài 3: Mạch điện xoay chiều

I Mục đích

Bài thí nghiệm giúp sinh viên khảo sát các đặc trưng của một mạch điện trong trường hợp nguồn tác động lên mạch là nguồn điều hòa, hay còn gọi là nguồn xoaychiều (AC) Quá trình thí nghiệm cũng giúp Svv hiểu rõ thêm phương pháp biên

độ (hay hiệu dụng) phức, cách dựng đồ thị vectơ và tính toán công suất trong mạchđiều hòa

II Đo trở kháng tụ điện:

a) Thực hiện mạch thí nghiệm như hình 1.3.2:

4000 10000 20000 0

III Mạch RC nối tiếp

a) Thực hiện mạch thí nghiệm RC nối tiếp như hình 1.3.3:

1,41Vrms 1,173 0,643 0,497×10−3 1,966kΩ 9×10−5 64,8o

b) Dựng đồ thị vectơ điện áp của mạch theo số liệu đo

c) Tính công suất của mạch RC nối tiếp theo số liệu đo :

CS biểu kiến

S(mVA) Hệ số cosφ CS tác dụng P(mW) CS phản kháng Q(mVAr)

IV Đo trở kháng cuộn dây

a) Thực hiện mạch thí nghiệm như hình 1.3.4:

Tần số U m U Lm U Rm I m(mA) |Z L|(Ω) ∆ t l φL

b) Vẽ đồ thị |Z L| theo ω Cho biết biểu thức lý thuyết của |Z L| theo ω

Biểu thức lý thuyết: ZL = ω.L, đồ thị tuyến tính

4000 10000 20000 0

c) Kết luận được điều gì khi φ L phụ thuộc ω

ω với giá trị bất kì thì φ L không thay đổi

V Mạch RL nối tiếp

a) Thực hiện mạch thí nghiêm RL nối tiếp như hình 1.3.5:

b) Dựng đồ thi vectơ điện áp của mạch theo số liệu đo dùng thước và compa, chọn pha ban đầu của dòng điện là 0 Từ đồ thị vectơ suy ra φ So sánh với giá trị φ đo được trong bảng số liệu.

Xác định thành phần điện trở của cuộn dây tại 2kHZ

Ta có : ˙I(R+R L +Z L)= ˙U

↔R L= ˙U

˙I −R−Z L = 1,41∠50,4 o

0,5× 10−3 −10 3− j 400 π=797,54+ j916,21

→R L=797,54 (Ω) (Do đo sai sót nên trong kết quả tính vẫn có phần ảo)

c) Tính công suất của mạch RL nối tiếp theo số liệu đo :

CS biểu kiến S Hệ số cos ⁡(φ) CS tác dung P CS phản kháng Q

Có vẻ nhóm chúng em đã đọc lộn góc lệch pha

VI Mạch RLC nối tiếp :

a) Thực hiện mạch thí nghiệm RLC nối tiếp như hình 1.3.6 :

U U L U C U R I(mArms) |Z| ∆ t φ

b) Dựng đồ thị vecto điện áp của mạch theo số liệu đo dùng thước và compa

Từ đồ thị vecto suy ra φ So sánh với giá trị φ đo được trong bảng số liệu

c) Tính công suất của mạch RLC nối tiếp theo số liệu đo:

CS biểu kiến S Hệ số cos ⁡(φ) CS tác dụng P CS phản kháng Q

1,01 ×10−3 0,9298 9,387 ×10−4 3,716 ×10−4

d) Tính công suất P trên từng phần tử của mạch RLC nối tiếp :

P L(trên L) P C(trên C) P R (trên R) P L +P C +P R

%sai số=|5,127 ×10−4−9,387 ×10−4|

% sai số quá lớn có thể do đọc giá trị sai

VII Mạch RC song song

a) Thực hiện mạch thí nghiệm như hình 1.3.8 :

1,41 Vrms 0,45 ×10−3 0,397 ×10−3 0,266 ×10−3 28,8o

b) Vẽ đồ thị vecto dòng cho mạch song song khi chọn pha ban đầu của áp u r(t)

là 0 Từ đồ thị vecto, viết ra các giá trị dòng , áp phức hiệu dung (dạng mũ) trong mạch :

Trở kháng nhánh song song : Z R/¿C=U˙˙I =2450,65−j 1641,811(Ω) R

Góc lệch pha giữa u r(t) và i(t) : φ(u r∧i)=33,82o

c) Tính công suất của nhánh R//C theo số liệu đo :

CS biểu kiến S Hệ số cosφ CS tác dụng P CS phản kháng Q

VIII Mạch RL song song :

a) Thực hiện mạch thí nghiệm như hình 1.3.8 :

U R I I R I L φ (u R ∧i)

1,41 Vrms 0,505 ×10−3 0,354 × 10−3 0,294 × 10−3 36o

b) Vẽ đồ thị vecto dòng cho mạch song song khi chọn pha ban đầu của áp u r(t)

là 0 Từ đồ thị vecto viết ra giá trị dòng, áp phức hiệu (dạng mũ) trong

Trở kháng nhánh song song : Z R/¿C=U˙R

˙I =2358.03+ j1958.37(Ω)

Góc lệch pha giữa u r(t) và i(t) : φ(u r∧i)=39.71o

c) Tính công suất của nhánh R // L theo số liệu đo :

CS biểu kiến S Hệ số cosφ CS tác dụng P CS phản kháng Q

a) Thực hiện mạch thí nghiệm như hình 1.3.9:

C hc U R I(mArms) I R(mArms) I L(mArms) I C(mArms) φ (u R ∧i) cosφ

b) Với trường hợp C hc= ¿C4: Vẽ đồ thị vecto dòng cho mạch song song khi

chọn pha ban đầu của áp u r(t) là 0 Từ đồ thị vecto viết ra giá trị dòng, áp phức hiệu (dạng mũ) trong mạch :

Từ đó tính ra :

Trở kháng nhánh song song : Z R/¿C/¿L=U˙R

˙I =2674,467+ j 1672,49(Ω)

Góc lệch pha giữa u r(t) và i(t) : φ(u r∧i)=32,02o

c) Có nhận xét gì về trị hiệu dụng dòng qua nhánh i(t) ở các trường hợp ?Nhóm chúng em đo sai nhiều quá nên chúng em không nhận xét được vì kết quả quá khác lý thuyết dự kiến

d) Trình bày chi tiết quá trình tính giá trị C h c cần cần thiết để đưa hệ số công suất của nhánh song song về đợn vị

cosφ =1 => φ=0 mà φ cũng chính là độ lệch pha giữa dòng điện I và U R

Để φ=0 thì không được tồn tại dòng điện của các thành phần ảo

 Z ảo=0=>Z L/¿C =0↔ jωL( − j ωC)

jωL− j ωC

≈ 0