Báo cáo thí nghiệm lý thuyết mạch điện bài số 1 phản ứng của một nhánh đối với kích thích điều hòa xác lập

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN BÁO CÁO THÍ NGHIỆM LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN Họ tên sinh viên: Đoàn Nguyễn Tuấn Khang Lớp: 22D2 MSSV: 105220064 Đà Nẵng, 2023 BÀI SỐ PHẢN ỨNG CỦA MỘT NHÁNH ĐỐI VỚI KÍCH THÍCH ĐIỀU HỊA XÁC LẬP I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Thấy rõ phản ứng nhánh kích thích điều hỏa xác lập cặp số đặc trưng (z, 𝜑) hay (y, −𝜑) Có khái niệm vẽ đồ thị véctơ điện áp, dòng diện nhánh R-L-C Làm quen với số thiết bị diện xoay chiều II CÁC THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM STT Hệ thống EMS Nguồn cung cấp Quy cách Số lượng 220/380V-3A-AC Tải trở kháng 231W-220V-AC (8311-05) Tải cảm kháng 231VAr -220V-50Hz (8321-05) Tải dung kháng 231VAr -220V(400V MAX) -50Hz (8331-05) Giao diện thu nhập liệu Các dây nối mạch III Tên thiết bị NỘI DUNG THÍ NGHIỆM Kết nối thiết bị : ♦ Cải đặt nguồn cung cấp, giao diện thu thập liệu mô dul tải vào hệ thống EMS ♦ Đặt công tắt nguồn cung cấp vị trí O (OFF), vặn núm điều chỉnh điện áp vị trí Đặt cơng tắt chọn Vơnkể vị trí 4-N, bảo đảm nguồn cung cấp nối với bảng diện pha ♦ Đảm bảo DÀI LOWER INPUT nối với nguồn cung cấp, cáp dẹt tử máy đến giao diện thu thập xử lý liệu ♦ Thiết lập sơ đổ mạch diện hình vẽ ♦ ♦ ♦ ♦ Hiển thị hình ứng dụng Metering Nổi phần tử R, L, C, R-C, L-C, R-L-C vào mạch thi nghiệm ( hai dầu a,b) Dùng El, II để điện áp dịng điện mạch thí nghiệm Trình tự thí nghiệm Bật nguồn cung cấp xoay núm diễu chỉnh điện áp để có diện áp thích hợp cho mạch thi nghiệm (khoảng 100 - 120V) Chú ý : mạch có L-C khơng đặt 𝑋𝐿 = 𝑋𝐶 Cần phải tắt nguồn cung cấp đổi mạch ♦ Ghi kết đo vào bảng số liệu 1, cơng suất hiển thị cửa sổ đo PQS1(E1,I1) Từ kết đo xác định (z, 𝜑 ) hay (y, −𝜑), modul acgumen tổng trở tổng dẫn phức cách sử dụng cơng thức: Có thể nghiệm lại z, 𝜑 sau xác định 𝑅, 𝑋𝐿, 𝑋𝐶, 𝑅𝐿bằng cơng thức: ♦ Quan sát pha điện áp dịng điện hình Phasor Analyzer để kiểm chứng quan hệ góc pha điện áp dịng điện ứng với tùng sơ đỗ mạch thí nghiệm Thực tế cuộn dây tụ điện thường có tiêu tán nên góc lệch pha dịng điện điện áp chúng nhỏ 90° ♦ Xây dựng lại đổ thị vectơ dòng diện điện áp nhánh : R, L, C, R-C, R-L-C dựa số liệu đo Chú ý dùng compa, thước kẻ theo tỷ lệ cần thiết ♦ Tắt nguồn, xoay núm điều chỉnh diện áp vị trí min, tháo gỡ dây nối Bảng số liệu 1: Nhánh R L C RC LC RLC I P 0.1 0.1 0.05 0.05 0.1 0.07 11 1.34 1.3 2.26 1.34 5.5 𝑈𝑅𝐿𝐶 𝑈𝑅 𝑈𝐿 𝑈𝑅𝐶 𝑈𝐶 𝑈𝐿𝐶 Kết đo 𝜑 Kết tính 109.67 110 110.02 109.64 109.63 109.62 * Tam giác tổng trở: với 𝑧 = 1556 (Ω) 𝑅 = 𝑧 cos 𝜑 = 839.36 (Ω) 𝑋 = 𝑧 sin 𝜑 = 705.06 (Ω) * Tam giác tổng dẫn: với Y = B= 𝑍 1 = z 1556 G= 1096.7 1100 2200.4 2192.8 1096.3 1556 −0.52𝑜 82.57𝑜 −90.79𝑜 −63.75𝑜 −83.07𝑜 −40.03𝑜 𝑅(Ω) 𝑋(Ω) 𝐿(H 𝐶(μF) ) Thông số mạch 1100 0 1100 1100 1100 2200 1897 1096 1115 3.5 0 3.5 3.5 0 1.45 1.45 1.45 1.45 Vecto dòng điện điện áp nhánh (chọn dịng điện I làm gốc): - Mạch có R = 𝟏𝟏𝟎𝟎 (𝛀): 𝐼 → 𝑈 −0.52𝑜 𝑅 - Mạch có 𝑳 = 𝟑 𝟓 (𝐇): → 𝑈 𝐿 82.57𝑜 𝐼 Mạch có 𝑪 = 1.𝟒𝟓 (𝛍𝐅): 𝐼 - −90.79𝑜 - → 𝑈 Mạch có 𝑹 = 𝟏𝟏𝟎𝟎 (𝛀), 𝑪 = 𝟏 𝟒𝟓 (𝛍𝐅): 𝐶 𝐼 −63.75𝑜 → 𝑈𝑅 - 𝐶 Mạch có 𝑳 = 𝟑 𝟓 (𝐇), 𝑪 = 𝟏 𝟒𝟓 (𝛍𝐅): −83.07𝑜 𝐼 → → - Mạch có 𝑹= 𝟏𝟏𝟎𝟎 (𝛀), 𝑳 = 𝟑 𝟓 (𝐇), 𝑪 = 𝟏 𝟒𝟓 (𝛍𝐅): 𝐼 −40.03𝑜 → 𝑈𝑅𝐿𝐶 Mạch có 𝑹 = 𝟏𝟏𝟎𝟎 (𝛀): Voltage Scale (E1, E2, E3) : V/div Current Scale (I1, I2, I3) : AC (RMS) E1 0.1 A/div Phase Frequency 109.67 0.00 50.34 0.10 0.52 50.15 E2 E3 I1 I2 I3 2023-11-23 09:30:36 Mạch có 𝑳 = 𝟑.𝟓 (𝐇) Voltage Scale (E1, E2, E3) : V/div Current Scale (I1, I2, I3) : AC (RMS) E1 0.1 A/div Phase Frequency 110.00 0.00 50.28 0.10 -82.27 50.22 E2 E3 I1 I2 I3 2023-11-23 09:31:33 Mạch có 𝑪 = 𝟏 𝟒𝟓 (𝛍𝐅) Voltage Scale (E1, E2, E3) :5 V/div Current Scale (I1, I2, I3) : AC (RMS) E1 0.1 A/div Phase Frequency 110.02 0.00 50.27 0.05 90.79 50.84 E2 E3 I1 I2 I3 2023-11-23 09:32:30 Mạch có 𝑹 = 𝟏𝟏𝟎𝟎 (𝛀), 𝑪 = 𝟏 𝟒𝟓 (𝛍𝐅) Voltage Scale (E1, E2, E3) : V/div Current Scale (I1, I2, I3) : 0.1 A/div AC (RMS) E1 Phase Frequency 109.64 0.00 50.36 0.05 63.75 50.55 E2 E3 I1 I2 I3 2023-11-23 09:35:16 Phân tích góc pha lần đo (Vecto 𝐄𝟏 làm chuẩn): Voltage Scale (E1, E2, E3) : V/div Current Scale (I1, I2, I3) : 0.1 A/div AC (RMS) Phase Frequency E1 200.19 0.00 50.14 E2 112.34 34.44 50.29 E3 125.55 -30.75 50.12 I1 0.15 35.53 50.21 I2 0.17 59.72 50.25 I3 0.07 -58.51 50.20 2023-11-30 09:23:08 15 Phân tích góc pha lần đo (Vecto 𝐄𝟏 làm chuẩn): Voltage Scale (E1, E2, E3) : V/div Current Scale (I1, I2, I3) : 0.1 A/div AC (RMS) Phase Frequency E1 199.87 0.00 50.20 E2 122.10 26.23 50.54 E3 107.33 -30.72 50.25 I1 0.17 27.46 50.32 I2 0.15 59.80 50.34 I3 0.09 -34.90 50.27 2023-11-30 09:24:37 16 b Nghiệm định lý Thêvênin-Norton: ♦ Hiển thị hình ứng dụng Metering ♦ Với sơ đổ thí nghiệm hình 3: coi 𝑈, 𝑅1, 𝐶2 (đến a, b) mạng cửa tuyển tính có nguồn, Xác định phương trình Thêvênin - Norton mạng cửa : Phương trình Thêvenin : U = Uℎ − 𝑍𝑣 𝐼 (2) Phương trình Norton : İ = 𝐼𝑛𝑔ắ𝑛 − Y𝑣 𝑈 (3) ♦ Bật nguồn, xoay núm điều chỉnh điện áp để có điện áp đưa vào mạch thí nghiệm có 200V ♦ Để hở mạch a, b dùng E3 để đo điện áp hở mạch U ℎở ♦ Ngắn mạch a, b dùng I3 để dòng diện ngắn mạch 𝐼𝑛 𝑔ắ𝑛 ♦ Trong hai lần áp hở mạch dòng ngắn mạch hiển thị hinh phân tích pha lấy vecto 𝐸1làm chuẩn để xác định góc pha vecto áp hở mạch vecto dòng ngắn mạch Ghi số liệu đo vào bảng số liệu 3.2 Tử tính được: Hở mạch Ngắn mạch Ta tính được: ; U 200 199.85 thành lập phương trình (2), (3) U ℎở 140.69 −45.09 = 𝐼𝑛 𝑔ắ𝑛 0.27 1.05 𝑍𝑣 Y𝑣 521.1 46.14 1.92 46.14 = Vậy ta thành lập phương trình :  Phương trình Thévenin: = ℎở − 𝑍𝑣 = (140.69∠ − 45.09) − (521.1∠ − 46.14)  Phương trình Norton: İ = 𝑛𝑔ắ𝑛 − Y𝑣 = (0.27∠1.05) − (1.92∠46.14) ♦ Để nghiệm lại định lý Thêvênin ta chứng tỏ phương trinh (1) tương đương với phương trình (2) Cách nghiệm lại định lý Norton thực tương tự 17 Cửa sổ phân tích góc pha hở mạch a,b (Vecto 𝐄𝟏 làm chuẩn): Voltage Scale (E1, E2, E3) : V/div Current Scale (I1, I2, I3) : 0.1 A/div AC (RMS) Phase Frequency E1 200.09 0.00 49.95 E2 141.57 44.39 50.04 E3 140.69 -45.09 49.95 I1 0.19 45.12 50.03 I2 0.19 45.42 49.99 I3 0.00 -129.73 1348.54 2023-11-30 09:31:35 18 Cửa sổ phân tích góc pha ngắn mạch a,b (Vecto 𝐄𝟏 làm chuẩn): Voltage Scale (E1, E2, E3) : V/div Current Scale (I1, I2, I3) : 0.1 A/div AC (RMS) Phase Frequency E1 199.85 0.00 50.07 E2 199.24 -0.16 49.99 E3 0.22 -128.44 916.23 I1 0.27 0.50 50.01 I2 0.00 176.40 821.69 I3 0.27 1.05 50.06 2023-11-30 09:43:07 19