Реферати українською » Физика » Розробка змінного модуля для вивчення з'єднання типу "Зірка"


Реферат Розробка змінного модуля для вивчення з'єднання типу "Зірка"

>КУРСОВАЯ РОБОТА

на задану тему:

«Розробка змінного модуля вивчення

сполуки типу «Зірка»»

>Чита 2009


Зміст

Запровадження

1. Теоретична частина

1.1Четирехполюсники та його рівняння

1.2 Режимичетирехполюсников

1.3 Коефіцієнтичетирехполюсников

2. Практична частина

2.1 Проектування модуля

2.2 Виготовлення модуля

3. Розрахункова частина

Література


Запровадження

Метою згаданої курсової роботи є підставою проектування виготовлення змінного модуля щодо лабораторних робіт з вивченню сполуки типу «зірка».

Насправді часто зустрічаються сполуки елементів, які можна звести лише у послідовному чи рівнобіжному з'єднанню. Прикладом такого сполуки є сполукимноголучевой зіркою імногоугольником. Найчастіше трапляються випадкитрехлучевой зірки й трикутника.

У цьому роботі з'єднаннятрехлучевой зіркою реалізовано симетричному Т-подібномучетирехполюснике (рис. 1.1).

>Рис. 1.1


1. Теоретична частина

1.1Четирехполюсники та його рівняння

>Рис. 1.2

Умовне зображеннячетирехполюсника показано на рис. 1.2. Одну пара висновків із чотирьох назвемо первинної, а іншу вторинної і позначимо відповідно цифрами 1–1' і 2–2'. Для розрахунку режиму виберемо позитивні напрями напруг і струмів, показані на рис. 1.2.

Вважатимемо, що джерела харчування, приймачі й зняти будь-які ділянки ланцюга з парними висновками можуть приєднуватися лише у висновківчетирехполюсника, які є такі однаковими цифрами. Такічетирехполюсники називають прохідними.

Усічетирехполюсники поділяються на дві групи: пасивні й активні. У пасивнихчетирехполюсниках немає залежних чи незалежні джерела напруги (>ЭДС) чи струму, активнічетирехполюсники містять залежні чи сторонні джерела.

Для дослідженнячетирехполюсников необхідно, передусім, встановити залежності між чотирма величинами, визначальними режим його роботи: напругами і струмами на первинних і вторинних висновках.

Залежності між двома напругами і двома струмами, визначальними режим на первинних і вторинних висновках, можуть бути записані в різної формі. Якщо брати дві із зазначених величин заданими, то дві інші величини будуть пов'язані із нею системою двох рівнянь, які називаються рівняннямичетирехполюсника.

>Рис. 1.3

 

>Рис. 1.4

 

Наприклад, якщо вторинним висновківчетирехполюсника підключений приймач з опором навантаження Z>2н, а до первинним – джерелоЭДС Є1 (рис. 1.3), то, при заданому напрузі на висновках приймача U2 і струмі можна визначити необхідне напруга джерела харчування на первинних висновках U1=E1 і струм джерела I1 по рівнянню типу А:

;

,

чи матричної формі

,

що й –матрици-столбци напруження і струму відповідно на первинних і вторинних висновках;

 – квадратна матриця коефіцієнтів.

У цих рівняннях коефіцієнти A11, А12, А21, А22 визначають самчетирехполюсник і залежить від схеми з'єднання заліза і параметрів складовихчетирехполюсник елементів електричної ланцюга; A11 й О22 – безрозмірні коефіцієнти; A12 має розмірність опору, а А21 – провідності.

Усього можна записати шість різних за формі, але з суті еквівалентних, тобто. математично рівносильних, пар рівнянь (число поєднань з чотирьох дві).

Рівняння типу Y

чи

, де всі коефіцієнти – провідності.

Рівняння типу Z

чи

 з коефіцієнтами – опорами.


Рівняння типу H

чи

з коефіцієнтами, розмірність яких, як й у перших трьох системах рівнянь, безпосередньо випливає з самої записи рівнянь.

Рівняння типу G

чи

.

Рівняння типу B

чи

.


1.2 Режимичетирехполюсников

 

При розрахунку режиму роботичетирехполюсника з застосуванням різноманітних типів рівнянь прийнято вибирати позитивні напрями струмів неоднаковими (рис. 1.2). Позитивні напрями струмів по рис. 1.3 (I1 і I'2) часто вибирають для пасивнихчетирехполюсников з джерелом харчування на первинних – вхідних висновках і приймачем з опором Z>2н на вторинних вихідних висновках і запис рівнянь типу А.

Вхідні опору. Ставлення напруги U1 до току I1 при харчуваннічетирехполюсника із боку первинних висновків, і опір навантаження Z>2н на вторинних (рис. 1.3) називається вхідним опоромчетирехполюсника із боку первинних висновків Z>1вх. При харчуваннічетирехполюсника із боку вторинних висновків, і опір навантаження Z>1н на первинних (рис. 1.4) ставлення напруги U2 до току I2 – це вхідний опірчетирехполюсника із боку вторинних висновків Z>2вх.

>Входное опірчетирехполюсника визначає режим роботи джерела харчування і від структури та параметрів складовихчетирехполюсник елементів, тобто. коефіцієнтівчетирехполюсника, і навіть від опору навантаження, тобто. опору приймача.

Для визначення вхідних опорів Z>1вх і Z>2вх можна скористатися будьяким зі типів рівнянь, проте найпростіші висловлювання виходять, якщо відповідно вибрати рівняння типів Проте й У:

;

;


У приватному разі за від'єднаному чизакороченном приймальнику вхідні опору характеризують тільки самийчетирехполюсник, отже, залежать лише від його коефіцієнтів.

>Рис. 1.5

При харчуванні із боку первинних висновків, і короткому замиканні вторинних (рис. 1.5), тобто. при Z>2н = 0, вхідний опір

При холостому ході на вторинних висновках, тобто. при , вхідний опір

Опору короткого замикання і холостого ходучетирехполюсника однозначно визначаються її коефіцієнтами.

Режим роботичетирехполюсника, як і будь-яка електричної ланцюга, можна характеризувати передатними функціями при заданому опір приймача, тобто. на відміну коефіцієнтівчетирехполюсника передатна функція залежить тільки від структури та параметрів складовихчетирехполюсник елементів, а й від параметрів приймача. Якщо, наприклад, джерело харчування підключено до первинним висновків (див. рис. 1.3), то, при опір навантаження Z>2н можна скласти різні передавальні функції, наприклад тощо.

1.3 Коефіцієнтичетирехполюсников

 

Коефіцієнти рівнянь постійні і визначаються лише структуроючетирехполюсника і параметрами складових його елементів, а чи не параметрами джерела харчування і приймача. З погляду режиму на первинних і вторинних висновкахчетирехполюсники, мають однакові значення коефіцієнтів, не можна відрізнити, тобто. еквівалентні, хоча раніше їх внутрішню структуру може бути зовсім різної.

Отже, можна стверджувати, щочетирехполюсник заданий, якщо відомі його коефіцієнти.

Рівняннячетирехполюсника показують, що прохідній активнийнеавтономний чи пасивнийчетирехполюсник ставиться чотирма коефіцієнтами кожного з типів рівнянь. Тому матриця коефіцієнтів однієї з типів рівнянь має через матрицю коефіцієнтів іншого типу рівнянь.

Коефіцієнти рівняньчетирехполюсника називають ще його первинними параметрами. Кожен із первинних параметрів має простий фізичний сенс. Наприклад, по при (як холостого ходу на вторинних висновках), тобто. – вхідний опір, обмірюване на первинних висновках при розімкнутих вторинних. Якщо відома схемачетирехполюсника і значення складових його елементів, будь-який з коефіцієнтів то, можливо визначено розрахунком.

>Симметричнийчетирехполюсник.Четирехполюсник, яка має при взаємної заміні первинних висновків, і вторинних висновків режими джерела харчування і приймача не змінюються, називається симетричним. У такого активногонеавтономногочетирехполюсника не чотири, а через три незалежних коефіцієнта, а й у пасивного два. Наприклад, як було зазначено показано вище, при харчуваннічетирехполюсника із боку первинних висновків, і розімкнутих вторинних Z>1х=Z11. При харчуванні із боку вторинних висновків, і розімкнутих первинних у симетричногочетирехполюсника має бути таку ж вхідний опір Z>2х=Z>1х. З рівнянь або за I1=0 отримуємо Z22=U2/I2=Z>2х, і, отже, .

Такі самі міркування призводять доравенствам

; ; ; ; .

Якщо дваГ-образнихчетирехполюсника з'єднати відповідно друг з одним висновками 1 і одну', вийде симетричнийТ-образнийчетирехполюсник.

>Рис. 1.6

Знайдемо коефіцієнти рівнянь типу А симетричногоТ-образногочетирехполюсника (рис. 1.6).

При холостому ході на вторинних висновках (I'2=0) з мал. 1.6 слід, що

; чи . Порівнявши ці висловлювання з рівняннями при , визначимо


; .

При короткому замиканні вторинних висновків () з мал. 1.6 слід, що або ;

.

Порівнявши ці висловлювання з рівняннями при U2=0, знайдемо

; , тобто. , як і бути у симетричногочетирехполюсника.

Експериментальне визначення коефіцієнтів і вхідних опорів. Первинні параметри кожного даногочетирехполюсника можуть визначити експериментально виміру атмосферного явища режиму (напруг і струмів) на первинних і вторинних висновках. Наприклад, при харчуваннічетирехполюсника із боку первинних висновків (напруга U1) і холостому ході на вторинних (напруга , струми , ) знаходимо

; ,

а при короткому замиканні вторинних (напруга , струми , ),

; .

Працюючичетирехполюсника у подальшому ланцюгу постійного струму для обчислення коефіцієнтів досить виміряти напруження і струми.

Опору холостого ходу і короткого замикання може бути обмірювані тими самими методами, як і будь-які інші опору, наприклад з допомогою вимірювального мосту чи амперметра, вольтметра, включених лише із боку первинних чи лише із боку вторинних висновків.


2. Практична частина

 

2.1 Проектування модуля

1.Проектируется схема на дослідження сполуки

2.Подбираются радіодеталі, які розташовуватися на майбутньої друкованої платі модуля. Визначається підключення до досліджуваної схемою вимірювальних приладів, джерела сигналу.

3. Розробляється друкована плата.

2.2 Виготовлення модуля

1. Після розробки друкованої плати, вонавипиливается зфольгированногогетинакса.

2. Угетинаксе для наступноївпайки радіодеталейсверлятся отвори, З нашого боку, покритою шаром металу, лаком наносяться доріжки. Після цього плата витравлюється в розчині хлористого заліза, лак видаляється і доріжки покриваються оловом.

3. На плату, відповідно до схемою, монтуютьсярезистори,припаиваются дроти

4.Изготавливается модуль щодо роботи.

5. Перевіряється працездатність модуля.

>Рис. 2.1.


>Номиналирезистивних елементів:

R1 = 3кОм,

R2 = 3кОм,

R3 = 15кОм.

До вхідним висновків 1–1’ підключений джерело харчування, до вихідним 2–2’ – навантаження.Вольтметр V1 має можливість перемикання з допомогою тумблери P.S1 зі входу схеми для виходу і навпаки (рис. 2).

>Рис. 2.2

>Тумблери P.S2 (P.S2.1 і P.S2.2) і P.S3 (P.S3.1 і P.S3.2) перемикають амперметр з виміру струму на вході схеми (рис. 3) на вимір струму не вдома (рис. 4) і навпаки.

>Рис. 2.3.


>Рис. 2.4

Підсумкова схема:

>Рис. 2.5



>Лабораторная робота

 

Вивчення сполуки типу «зірка»

 

1. Мета роботи

Метою роботи бути експериментальне дослідження сполуки типу «зірка» при постійному струмі.

 

2. Завдання для самостійної підготовки

2.1. У розділі 4 описи цієї лабораторної роботи слід ознайомитися з декотрими поясненнями по лабораторної роботі.

3. Методичні вказівки з проведення роботи

3.1. Увімкніть стенд.Измерьте струми нарезисторах R2 і R3.

3.2. Знайдіть повне опір ланцюга.

3.3. За законом Ома знайдіть струм I1 нарезисторе R1.

3.4. Застосувавши перший законКирхгофа до точки Проте й другий закон до контуруABCD, знайдіть струми нарезисторах R2 і R3.

3.5. Порівняйте знайдені значення з у ході вимірювань.

4. Деякі пояснення


Схема ланцюга показано малюнку. Напруга харчування U одно 10 У.Номинали резисторів: R1= R2 = 3кОм, R3 = 15кОм.


3. Розрахункова частина

Схема ланцюга показано малюнку.

Напруга харчування U = 10 У.

R1= R2 = 3кОм,

R3 = 15кОм.

1. Розрахунок опору ланцюга

>Резистор R1 з'єднаний послідовно зрезисторами R2 і R3. Отже, Rпідлогу=R1+R23.

>Резистори R2 і R3 з'єднані паралельно. Отже,

 і

.

2. Розрахунок струму I1


3.

З першого законуКирхгофа для вузла А: .

Для контуруABCD за другим законуКирхгофа:

.

Маємо систему рівнянь:

;

т. до. R3 = 5 R2

;

;

;

;

;

.

I2=1,5мА, I3=0,3мА.


Література

1.Бакалов В.П.,Дмитриков В.Ф., Крук Б.І. Основи теорії ланцюгів. – М.: Радіо і зв'язок, 2000

2.ЗевекеГ.В.,Ионкин П.О. Основи теорії ланцюгів. М.:ЭнергоАтомИздат, 1989

3. Дмитрієва В.Ф., Прокоф'єв В.Л. Основи фізики – М.: Вищу школу, 2003.


Схожі реферати:

Навігація