Báo cáo thực hành cơ sở lý thuyết mạch điện

Hình 1-1 : Cửa sổ làm việc Windows 98 Ta có thể khởi động phần mềm Lab-Volt bằng cách nhấp đúp chuột vào nút biểu tượng Meterring trên màn hình Windows hoặc từ menu Start Windows sẽ xuấ

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 : LÊ THANH BẢO

MSSV : 105210353

NHÓM :

Đà Nẵng, tháng 3/2022

BÀI SỐ 1 PHẢN ỨNG CỦA MỘT NHÁNH ĐỐI VỚI KÍCH THÍCH ĐIỀU HÒA XÁC LẬP

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 hợpcho 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 củatổng trở và tổng dẫn phức bằng các sử dụng các công thức:

Có thể nghiệm lại z, φ sau khi xác định được R, ��, ��, �� bằng công thức

U L ( V )

U C ( V )

U R ( V )

U L ( V )

( Ω )

X ( Ω )

L ( H )

C ( µ F ) nhán

10 70 82.2 o 0 110

0 3 5 0

-110 0

0 1 4 5

-0 2 8 9

LC 0.

-110 0

3 5

1 4 5 RL

-3 5

1 4 5

- Mạch điện chỉ có: R = 1100Ω

- Mạch điện chỉ có: L = 3,5H

- Mạch điện chỉ có: C = 1.45µF

- Mạch điện R-C: R = 1100Ω ; C = 2.89µF

- Mạch điện L-C: L = 3.5H; C = 1.45µF

- Mạch điện R-L-C: R = 2200Ω; L = 3.5H; C = 1.45µF

ĐỒ THỊ TẢI R

Nhận xét: U và I cùng pha

ĐỒ THỊ TẢI L

Nhận xét : U sớm pha hơn I một góc 81.6 ﹾ

ĐỒ THỊ TẢI C

Nhận xét : U trễ pha hơn I một góc 90.53 ﹾ

ĐỒ THỊ TẢI RC

Nhận xét: U và I lệch pha nhau 1 góc 46,12

ĐỒ THỊ TẢI LC

Nhận xét: U và I lệch pha nhau 1 góc 83,62 ﹾ

ĐỒ THỊ TẢI RLC

Nhận xét: U và I lệch pha nhau 1 góc 53

Nhận xét: U và I lệch pha nhau 1 góc 46,12

ĐỒ THỊ TẢI LC

Nhận xét: U và I lệch pha nhau 1 góc 83,62 ﹾ

ĐỒ THỊ TẢI RLC

Nhận xét: U và I lệch pha nhau 1 góc 0.32 ﹾ

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 hệthống 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 nguồncung 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, E , E3 để đo U, U1, U , mở cửa sổ PQS(E3,I ) để đo công suất trên2 3 3nhánh 3 trong mạch thí nghiệm

 Bật nguồn, xoay núm điều chỉnh điện áp để có điện áp đưa vào mạch thínghiệm cỡ 200V

 Cho R = 73Ω, C = 3,34µF, Z3 (gồm R nối tiếp L ) biến thiên (lấy 3 giá trị 1 2 3 3của Z3)

 Ghi các thông số dòng, áp đo được vào bảng số liệu 3.1

 Ứng với từng lần thay đổi Z hiển thị màn hình phân tích góc pha, lấy vectơ3

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: U3 = 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 U3 , I3 ở lần đo thứ 3 thỏa mãn quan hệ (1) với A, B vừa xác định được

I1

I2

I3

∠-3.908

Thay U , I vào (*) ta có: 138,57 -40,46 = A.0,02 -80,61 + B (*)3 3 ∠ ∠

Thay A, B vào vế phải phương trình , ta được:(*)

(487,28 134,6o).(0.02∠ ∠-80,61o ) + 148,8 -42,38o = 141,34 -39,3o (= U )∠ ∠ 3

Vì vế trái gần bằng vế phải nên cặp dòng U3 , I3 ở lần đo thứ 3 thỏa mãn

hệ tuyến tính với A, B vừa xác định được.(*)

{

Lần 1 Lần 2

Lần 3

b) Nghiệm định lý Thêvênin – Norton:

 Hiển thị màn hình ứng dụng Metering

 Với sơ đồ thí nghiệm 3: coi U, R1, C2 (đến a, b) là mạng một cửa tuyến tính cónguồn Xác định phương trình Thêvênin – Norton của mạng một cửa:

Phương trình Thêvênin: U = U − Z Ihd v  (2)

Phương trình Norton: I = Ingắn − Yv U (3)

 Bật nguồn, xoay núm điều chỉnh điện áp để có điện áp đưa vào mạch thínghiệm cỡ 200V

 Để hở mạch a, b dùng E để đo điện áp hở mạch U 3 hd

Ngắn mạch a, b dùng I3 để đo dòng điện ngắn mạch Ingắn

 Trong cả hai lần đo áp hở mạch và dòng ngắn mạch hiển thị màn hình phân tích pha lấy vectơ

 Để nghiệm lại định lý Thêvênin – Norton ta chứng tỏ phương trình (1) tươngđương với phương trình (3) Các nghiệm lại định lí Norton được thực hiện tương tự

Ta có:

Uhở = 140,08∠ − 44,89° ≈ B = 148,8∠ − 42,38° Z = 538,77∠ − V

45° ≈ A = 487,28∠164,6°

.

Vậy phương trình Thevenin và phương trình U3 = AI + B3 tương đương

nhau: Tương tự với

I

Z

BÀI SỐ 6 MẠCH BA PHA ĐỐI XỨNG VÀ KHÔNG ĐỐI XỨNG

a Quan hệ về dòng, áp dây, pha trong mạch 3 pha đối xứng

 Thiết lập sơ đò mạch điện như hình vẽ 6a, 6b

 Ở đây lấy R = 1100Ω Dùng các vôn kế E , E , E và các ampe kế I , I , I dòng và1 2 3, 1 2 3

áp pha, dây trên mạch thí nghiệm (Lưu ý: Phải tắt nguồn khi đổi nối).

 Bật nguồn, lần lượt cho điện áp ba pha vào sơ đồ thí nghiệm hình 6a và 6b Đo vàghi các số liệu đo được vào bảng số liệu sau đó nghiệm lại quan hệ module Hiển thị cửa sổ phân tích pha xác định và nghiệm lại quan hệ về góc lệch pha giữa các đại lượng cần xét như áp pha, áp dây, dòng dây, dòng pha…

Bảng số liệu

Nối tam giác:

ca186.52 190.70<119

.6 190.70<119.6 189.04 190.11<119.92o 191.59<-119.13

a0.16<0

48 0.16<120.73 0.16<-118.74 0.17<0.51o 0.16<120.64o 0.17<-118.61oNối sao:

0.06<120.18

o

118.38o

0.06<- Đối với tải Y Ta có:

- Điện áp dây vượt trước điện áp pha 30 độ

- Điện áp pha cùng pha với dòng điện pha

Giản đồ vecto:

 Đối với tải ∆ Ta có:

Nối sao

Nối tam giác

b Xác định điểm trung tính tam giác điện áp khi nguồn và tải không đối xứng biến

114.63<-65.82<0 65.82<123

3

122.9

• 135"

45”

45"

-90"

Voltage Scale (E1, E2, E3) : 5 V/div.

Current Scale (It, I2, I3) : 0.1 A/div.

0.55 50.2 2

Voltage Scale (CI, E2 E3) : 5 V/div.

Current Scele (II, I2, I3) 0.1 A/dlv

AC {RM9} Phase frequency E

1

E 2

\ 14.15 123.2

3 50.33 E

3 114.63 - \ 22.96 50.19 I1 0.1 1 0.47 50.20

12 0.10 124.1

-122.2 7 50.15

C : \Usars\PG 02 -1\AgpData\Local\Temp\LVPhasor.tp 2022-03-01 19 29 56

AC tRM9)

93 44

Pha ae

0 00

Fmquen cy

C : \Users\PC 02 -J\AppData\Local\Temp\L\/Phasor tp 2022-03-01 \9 30 10

c Đo công suất tải ba pha bằng phương pháp hai Watmet

iết lập sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ 6d

Hình 6d

thí nghiệm này lấy R=1100Ω Hiển thị hai cửa sổ công suất PQS1(E , I ) và 1 1PQS(E3, I ) Bật nguồn, đưa điện áp vào mạch khoảng 220V Ghi số liệu đo được3bởi hai cửa sổ đo công suất nói trên, lấy tổng đại số giá trị công suất đo được trên hai cửa sổ đo công suất So sánh công suất này với tổng công suất đo được trên từng pha

Tổng công suất đo được trên từng pha :

135'

•135"

-90"

VOlt499 BC9Ie (EJ, E2, E3) : 5 VJdiv.

Current Bcele (it, I2, I3) : U 1 /Vdiv.

Fnyuen cy 5024 E

2

E 1BF 60

59.

-4B 50.26

1 1

0 09 30 53

PHẦN : HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM THÍ

NGHIỆM LAB -VOLT

Hướng dẫn sử dụng phần mềm thí nghiệm Lab-Volt

Hình 1-1 : Cửa sổ làm việc Windows 98

Ta có thể khởi động phần mềm Lab-Volt bằng cách nhấp đúp chuột vào

nút biểu tượng Meterring trên màn hình Windows hoặc từ menu Start Windows

sẽ xuất hiện lên của sổ làm việc chính như hình 1-2

1 Giới thiệu cửa sổ làm việc chính Metering :

1.1 Chức năng công cụ:

1.1.1 Open : Khi nhấp chuột vào nút biểu tượng này cho phép mở file

chứa dữ liệu

1.1.2 Save : Khi ta nhấp chuột vào nút biểu tượng này cho phép lưu các

thông số đo được khi tiến hành thí nghiệm vào file dữ liệu Nếu chưa có tên thì đặt tên cho file

1.1.3 Print : Khi ta vào nút biểu tượng này dùng để in.

1.1.4 Record Data (ghi dữ liệu) : Khi ta nhấp chuột vào nút biểu tượng

này cho phép ta ghi dữ liệu đang đo đạc vào bảng số liệu đã đo

1.1.5 Data Table (bảng số liệu) : Khi ta nhấp chuột vào nút biểu tượng

này sẽ hiện thị bảng số liệu đã đo

1.1.6 Graph : Khi ta nhấp chuột vào nút biểu tượng này sẽ mở cửa số Graph.

Open Save Print

1.1.7 Osilloscope: : Khi ta nhấp chuột vào nút biểu tượng này sẽ mở cửa

1.2.1 Các Volt kế E : Dùng để đo điện áp Chúng có các tính năng sau :

a Chế độ đo : Ta có hai chế độ đo AC hoặc DC và có thể có thể thay

đổi bằng cách nhấp chuột vào nút biểu tượng AC hoặc DC trên cửa

a Chế độ đo : Ta có hai chế độ đo AC hoặc DC và có thể thay đổi bằng cách nhấp chuột vào nút biểu tượng AC hoặc DC trên cửa sổđo.

b Chế độ hiển thị : Ta có hai chế độ hiển thị Analog và Digital Khi muốn thay đổi chế độ hiển thị thì ta phải nhấp chuột vào nút biểu

a Chế độ đo : Có 3 chế độ đo, đo P hoặc Q hoặc S Khi muốn đo P

hoặc Q hoặc S thì ta click lên trên biểu tượng để chọn chế độ đo phù hợp

b Chế độ hiển thị : Ta có hai chế độ hiển thị Analog và Digital Khimuốn thay đổi chế độ hiển thị ta nhấp vào nút khung hiển thị thì nó

sẽ chuyển chế độ

1.2.4 Đồng hồ đo mômen T : Đồng hồ này dùng để đo mômen của động

cơ khi tiến hành thí nghiệm Chúng có các tính năng sau

a Chế độ đo : Có 2 chế độ đo N hoặc NC Khi muốn đo N hoặc

NC thì ta nhấp lên trên biểu tượng để chọn chế độ đo phù hợp

b Chế độ hiển thị : Ta có hai chế độ hiển thị Analog và Digital Khimuốn thay đổi chế độ hiển thị ta nhấp vào nút khung hiển thị thì nó

sẽ chuyển chế độ

1.2.5 Đồng hồ đo tốc độ N : Đồng hồ này dùng để đo tốc dộ n của động

cơ khi thí nghiệm Chúng có các tính năng sau :

Chế độ hiển thị : Ta có hai chế độ hiển thị Analog và Digital Khi muốn thay đổi chế độ hiển thị ta nhấp vào nút khung hiển thị thì nó sẽchuyển chế độ

1.2.6 Cửa sổ lập trình A, B, C : Cho phép ta tiến hành lập trình trên cửa

sổ này

Khi tiến hành thí nghiệm tuỳ theo từng yêu cầu của bài thí nghiệm tatiến hành mở các cửa sổ đo lường hay các cửa sổ chức năng khác

2 Giới thiệu cửa sổ làm việc Data Table.

Khi muốn xem các dữ liệu đã tiến hành thí nghiệm ta nhấp chuột vào nút biểu tượng

Data Table trên cửa sổ làm việc chính sẽ xuất hiện cửa sổ làm việc như hình 1-3 :

Insert Line Delete Line Clear all Data Metering

Hình 1-3 : Cửa sổ làm việc Data Table

2.1 Chức năng của các công cụ :

2.1.1 Insert Line (Chèn hàng) : Khi nhấp chuột vào nút biểu tượng

này cho phép ta chèn thêm một hàng vào trong bảng dữ liệu

2.1.2 Delete Line (Xoá hàng) : Khi nhấp chuột vào nút biểu tượng

này cho phép ta xoá một hàng trong bảng dữ liệu

2.1.3 Clear all Data : Khi nhấp chuột vào nút biểu tượng này cho

phép ta xoá tất cả số liệu trong bảng dữ liệu

2.1.4 Metering : Khi nhấp chuột vào nút biểu tượng này cho phép ta

quay trở về cửa sổ làm việc chính

2.2 Hướng dẫn sử dụng :

2.2.1 Khi chúng ta muốn thêm một hàng vào trước một hàng nàotrong bảng số liệu, ta đánh dấu hàng đó và sau đó click biểu tượng Insert Line Sau đó nhập các số liệu vào từng ô số liệu của hàng đó 2.2.2 Khi chúng ta muốn xoá một hàng vào trước một hàng nào trong

bảng số liệu ta đánh dấu hàng đó và sau đó click các biểu tượng

Delete Line.

2.2.3 Khi chúng ta muốn xoá bảng số liệu, ta click các biểu tượng Clear all Data.

Line Sca 琀琀er Graph Metering

2.2.4 Khi chúng ta làm việc xong với cửa sổ Data table muốn quay trở lại

với cửa sổ làm việc chính ta nhấp chuột vào biểu tượng Metering.

Hình 1- 4 : Cửa sổ làm việc Graph

Khi ta muốn biểu diễn các đường đặc tính, ta nhấp chuột vào nút

biểu tượng Graph trên cửa sổ làm việc chính, sẽ xuất hiện cửa sổ làm

việc như hình vẽ 1-4

3.1 Chức năng của các công cụ :

3.1.1 Line graph : Khi ta nhấp chuột vào nút biểu tượng này cho phép ta chọn

biểu diễn các đường đặc tính dưới dạng đường

3.1.2 Scatter Graph : Khi ta nhấp chuột vào nút biểu tượng này cho phép ta

chọn biểu diễn các đường đặc tính dưới dạng điểm

3.1.3 Metering : Khi ta nhấp chuột vào nút biểu tượng này cho phép ta quay trở

về cửa sổ làm việc chính

3.1.4 Y-axis : Cột này cho phép ta chọn các đại lượng biểu diễn trên trục tung.

Ta có thể chọn nhiều đại lượng cùng lúc

3.1.5 X-axis : Cột này cho phép ta chọn các đại lượng biểu diễn trên trục hoành.

Ta chỉ có thể chọn duy nhất một đại lượng

3.2 Hướng dẫn sử dụng :

Hình 1- 5 : Cửa sổ làm việc OscilloscopeTrước tiên chúng ta phải xác định mối quan hệ giữa các đại lượng trong đặctính Ta chọn trên cột Y-axis và X-axis các đại lượng cần biểu diễn Sau đó ta chọn dạng biểu diễn và kích chuột vào biể u tượng đó để biểu diễn

Khi chúng ta làm việc xong với cửa sổ Graph, muốn quay trở lại với cửa sổlàm việc chúnh ta nhấp chuột vào biểu tượng Metering

4 Giới thiệu cửa sổ làm việc Oscilloscope :

Khi chúng ta muốn hiển thị các dạng sóng của các đại lượng E, I khithí nghiệm thì ta nhấp chuột vào nút biểu tượng Oscilloscope trên cửa sổ làmviệc chính sẽ xuất hiện cửa sổ làm việc Oscilloscope như hình1-5 :

4.1 Giới thiệu các cửa sổ con :

4.1.1 Cửa sổ Channel : Các cửa sổ này là các ngõ vào của tín hiệu ngoài Nó có

các chức năng sau:

a Input : Biểu tượng này cho phép ta lựa chọn tín hiệu đầu vào của Oscilloscope.

b Thanh cuốn : Cho phép ta thay đổi biên độ của các tín hiệu đầu vào.

c DC Coupling : Khi ta nhấp chuột vào nút biểu tượng này, cho phép ta hiển thị dạng sóng DC

d AC Coupling : Khi ta nhấp chuột vào nút biểu tượng này, cho phép ta hiển

thị dạng sóng AC

e Gn Coupling : Khi ta nhấp chuột vào nút biểu tượng này, cho phép ta hiển thị dạng sóng Gnd

4.1.2 Time Base : Hiển thị giá trị độ rộng của một ô ngang trên màn hình có giá

trị là s/div Ta có thể thay đổi giá trị độ lớn của nó bằng thanh cuốn

4.1.3 Refresh : Khi ta nhấp chuột vào nút biểu tượng này, cho phép ta hiển thị

dạng sóng của các đại lượng tại một thời điểm nhất định

4.1.4 Continuons Resresh : Khi ta nhấp chuột vào nút biểu tượng này, cho phép

Refresh Continuos hoặc Resresh để hiển thị

Khi làm việc xong với cửa sổ Oscilloscope muốn quay trở lại với cửa sổ làm việc

chính ta nhấp chuột vào nút biểu tượng Metering.

5 Giới thiệu cửa sổ làm việc Phasor Analyzer :

5.1.1 Voltage : Cho phép ta chọn các pha cần biểu diễn ��, ��, ��, có thể thay đổi tỉ lệ lớn biên độ của các pha bằng thanh cuốn

5.1.2 Current : Cho phép ta chọn các dòng cần biểu diễn ��, ��,, ��, có thể thay đổi tỉ lệ độ lớn biên độ của các dòng bằng thanh cuốn

5.1.3 Reference Phasor : Cho phép ta chọn một đại lượng làm gốc trên mặt

phẳng pha, các đại lượng khác so pha với đại lượng này

5.1.4 Phasor Data : Bảng hiển thị giá trị biên độ và góc pha của các đại lượng 5.2 Hướng dẫn sử dụng :

Trước tiên ta phải xác định đại lượng làm gốc trên mặt phẳng pha bằng

cách nhấp vào biểu tượng Source để chọn Sau đó ta xác định các địa lượng cần biểu diễn trên cửa sổ con Voltage và Current

Khi làm việc xong với cửa sổ Phasor Analyzer, muốn quay trở lại với cửa sổ làm việc chính ta nhấp chuột vào nút biểu tượng Metering.

