Báo cáo thí nghiệm lý thuyết mạch điện i tính chế độ xác lập điều hòa trong mạch điện tuyến tính bằng máy tính dùng phần mềm matlab

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ  BÁO CÁO THÍ NGHIỆM Học phần Lý thuyết mạch điện I – EE2021 Giảng viên hướng dẫn ThS Phạm Hồng Hải Sinh viên thực hiện Hồ Quý Trọng MSSV 20202716 Mã l[.]

TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

- -BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

Học phần : Lý thuyết mạch điện I – EE2021

Giảng viên hướng dẫn : ThS Phạm Hồng Hải Sinh viên thực hiện : Hồ Quý Trọng

MSSV : 20202716

Mã lớp thực hành : 718661

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 1 : TÍNH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP ĐIỀU HÒA TRONG MẠCH ĐIỆN TUYẾN

TÍNH BẰNG MÁY TÍNH DÙNG PHẦN MỀM MATLAB

I, Mục đích thí nghiệm

- Bài thí nghiệm này giúp sinh viên biết sử dụng chương trình MATLAB để tính chế độ

xác lập điều hòa trong mạch điện tuyến tính bằng :

1 Phương pháp dòng vòng

2 Phương pháp thế nút

II, Nhiệm vụ của sinh viên

Bài 1 : Cho mạch hình bên :

Z1=30+ j 40(Ω)

Z2=20+ j 10(Ω)

Z6=10+ j 20(Ω)

R3=10 ,R4=15, R5=20 (Ω)

L3=0.2, L4=0.3, L5=0.4

˙J6=10<30°( A)

˙E1=100 (V )

˙E2=220<60°

a, Tính dòng điện các nhánh.

b, Tính điện áp các nhánh.

c, Tính tổng công suất các nguồn.

* Ta có chương trình :

B=[1 0 1 1 0 0;0 1 1 0 1 0 ;1 -1 0 0 0 1];

j=sqrt(-1);

w=120*pi;

E1=100;

E2=220*exp(j*pi/3);

Enh=[E1;E2;0;0;0;0];

J6=10*exp(j*pi/6);

Jnh=[0;0;0;0;0;J6];

Z1=30+j*40;

Z2=20+j*10;

Z3=10+0.2*j*w;

Z4=15+0.3*j*w;

Z5=20+0.4*j*w;

Z6=10+j*20;

Z35=0.6*sqrt(0.08)*j*w;

Z53=Z35;

Znh=[Z1 0 0 0 0 0;0 Z2 0 0 0 0;0 0 Z3 0 Z35 0;0 0 0 Z4 0 0;0 0 Z53 0 Z5 0;0 0 0 0 0 Z6];

Zv=B*Znh*B' Ev=B*(Enh-Znh*Jnh) Iv=Zv\Ev

Inh=B'*Iv Unh=Znh*(Inh+Jnh)-Enh Stong=Inh'*Unh

Sng=(Inh+Jnh)'*Enh+Jnh'*Unh Sz=(Inh+Jnh)'*Znh*(Inh+Jnh)

* Kết quả :

Zv = 1.0e+02 * 0.5500 + 2.2850i 0.1000 + 1.3938i 0.3000 + 0.4000i 0.1000 + 1.3938i 0.5000 + 3.6415i -0.2000 - 0.1000i 0.3000 + 0.4000i -0.2000 - 0.1000i 0.6000 + 0.7000i

Ev = 1.0e+02 * 1.0000 + 0.0000i 1.1000 + 1.9053i 0.0340 - 4.1373i

Iv = 1.2748 - 0.0992i -0.2218 - 0.1132i -4.1369 - 2.9442i Inh =

-2.8620 - 3.0434i 3.9151 + 2.8310i 1.0531 - 0.2124i 1.2748 - 0.0992i -0.2218 - 0.1132i -4.1369 - 2.9442i Unh =

1.0e+02 * -0.6413 - 2.0578i -0.6001 - 0.9476i 0.3379 + 0.6309i 0.3034 + 1.4269i 0.2622 + 0.3167i 0.0412 + 1.1103i

Stong = 1.4211e-13 + 5.6843e-14i Sng =

1.2746e+03 + 1.6798e+03i

Sz = 1.2746e+03 + 1.6798e+03i

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 2 : CÁC HIỆN TƯỢNG CƠ BẢN – PHẦN TỬ R,L,C TRONG MẠCH ĐIỆN

CÓ NGUỒN HÌNH SIN

I, Mục đích thí nghiệm

1 Sinh viên có hiểu biết tổng quan về phòng thí nghiệm lý thuyết mạch khi lần đầu tiên đến phòng thí nghiệm

- Khả năng phòng thí nghiêm

- Nội quy phòng thí nghiệm

- Nguyên tắc sử dụng thiết bị của phòng thí nghiệm

2 Nghiệm chứng các hiện tượng cơ bản trên các phần tử R,L,C Quan hệ dòng, áp trên các phần tử đó Các mạch ghép nối tiếp Quan hệ dòng, áp, công suất, hệ số công suất cosφ

khi ta đặt vào nguồn điện áp hình sin có tần số f =50 Hz.

II, Nội dung thí nghiệm

Đặt nguồn điện áp với hiệu điện thế hiệu dụng U=12V, tần số f = 50 (Hz)

1 Mạch thuần trở : R=R1

U R = 12.2 (V)

I R=0.124(A)

P R=1.511(W)

Cosφ=1

I R = 98.39 Ω

Bỏ qua sai số thì kết quả trên phù hợp với lý thuyết đã cho.

2 Mạch thuần điện cảm : L = L3

U L=12.244(V)

I L=0.31(A)

Q=√S2−P2=√3.7922−0.7152=3.724(VAr)

Cosφ=−0.187

→ Z L =ω L= U L

→ Kết quả phù hợp với lý thuyết.

3 Mạch thuần điện dung : C=C3

U C=12.316(V)

I C=0.082(A)

Q=√S2−P2=√1.0082−0.0052=1.008(VAr)

Cosφ=0.004 ≈ 0

I C =150.2(Ω)

C

=2.12× 10−5(F)

→ Kết quả gần giống với lý thuyết, sai số do thiết bị đo.

4 Mạch R – L nối tiếp :

U R=9.558(V)

U L=5.748(V)

→ R = U R

I = 90.84 Ω

I L=30.57(Ω)

Q=√S2−P2=1.03(VAr)

→ Kết quả gần giống với lý thuyết, sai số do thiết bị đo.

5.

Mạch R – C nối tiếp :

Cosφ=0.316

U R=3.075(V)

U C=11.842(V)

→ P = U I cosφ=0.296(W )

→ S = U I=0.935(VA)

→ Kết quả gần giống với lý thuyết, sai số do thiết bị đo.

U =12.472(V)

U R=4.43(V)

U L=2.531(V)

U C=13.814(V)

Cosφ=0.409

=> P = U I cosφ=0.444(W )

=> S = U I=1.065(VA)

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 3 : KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH TẦN CỦA CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH KHÔNG NGUỒN BẰNG MÁY TÍNH

DÙNG PHẦN MỀM MATLAB

I, Mục đích thí nghiệm

- Bài thí nghiệm này nhằm hướng dẫn sinh viên sử dụng phần mềm MATLAB để tính và

vẽ đặc tính tần của các hàm truyền đạt của mạng một cửa, hai cửa tuyến tính không nguồn.

II, Nội dung thí nghiệm

* Nghiệm chứng hiện tượng hỗ cảm :

Đặt nguồn điện áp với hiệu điện thế hiệu dụng U = 12V, tần số f = 50 (Hz)

Sơ đồ mạch :

→ Ta đo được: U 11 ' =10.124 V

Xác định các cặp cùng tính của hai cuộn dây :

Đo lần 1 :

U 11 ' =5.805V

U 22 ' =5.492V

Đo lần 2 :

U 11 ' =6.025 V

U 22 ' =6.379 V

→ Hai đầu 1 và 2’ cùng cực tính

* Truyền công suất bằng hỗ cảm :

R = 50.84 Ω

U 11 ' =11.85V

U 22 ' =3.389 V

- Mắc điện trở để khép kín mạch chứa cuộn cảm 2 thì điện áp hỗ cảm lên L2

gây ra bởi I tạo thành I ’ , đo cực tính của hai cuộn dây đã biết xác định được

I ’.

- Công suất truyền bằng hỗ cảm từ 11 ’→22 ’.

- Coi cuộn dây không tiêu hao năng lượng nên công suất của cuộn dây buộc phải truyền qua 1 cuộn khác có quan hệ hỗ cảm với nó.

- Công suất trên R :

- Hệ số biến áp khi có tải :

|K |=U 22'=0.202