báo cáo thực hành lý thuyết mạch điện i ee2021

BÀI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM LÝ THUYẾT MẠCH I SỐ 2CÁC HIỆN TƯỢNG CƠ BẢN - PHẦN TỬ CƠ BẢN R, L, C TRONG MẠCHĐIỆN CÓ NGUỒN HÌNH SINI.. Mục đích thí nghiệm1.Sinh viên có hiểu biết tổng quan về ph

BÁO CÁO THỰC HÀNH

LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN I – EE2021

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

MSSV:

Mã lớp thí nghiệm:

Lớp:

Kỳ học:

Phạm Hồng Hải Nguyễn Đăng Khoa 20212853

731451 EE2 -10 - K66 2022.2

Hà Nội – 6/2023

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

-

-BÀI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM LÝ THUYẾT MẠCH I SỐ 1 TÍNH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP ĐIỀU HÒA TRONG MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH

BẰNG MÁY TÍNH DÙNG PHẦN MỀM MATLAB

Bài 1:

-Phương pháp dòng vòng

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

W=120*pi; ↲

L3=0.2; L4=0.3; L5=0.4; ↲

M35=0.6*sqrt(L3*L5); ↲

j=sqrt(-1); 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+j*W*L3; Z4=15+j*W*L4; Z5=20+j*W*L5; Z6=10+j*20; ↲

Z35=M35*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=inv(Zv)*Ev ↲

Inh=B’*Iv ↲

Unh=Znh*(Inh+Jnh)-Enh ↲

Sng=(Inh+Jnh)’*Enh+Jnh’*Unh ↲

Chạy đoạn code trên matlab thì ta thu được kết quả:

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

Sng =

1.2746e+03 + 1.6798e+03i

-Phương pháp thế nút

A=[-1 0 0 1 0 1;0 0 1 -1 -1 0;0 -1 0 0 1 -1]; ↲

W=120*pi; ↲

L3=0.2; L4=0.3; L5=0.4; ↲

M35=0.6*sqrt(L3*L5); ↲

j=sqrt(-1); 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+j*W*L3; Z4=15+j*W*L4; Z5=20+j*W*L5; Z6=10+j*20; ↲

Z35=M35*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] ↲

Ynh=inv(Znh) ↲

Ynut=A*Ynh*A’ ; ↲

Jnut=A*(Jnh-Ynh*Enh); ↲

Vnut=Ynut\Jnut; ↲

Unhn=A’*Vnut ↲

Inhn=Ynh*(Unhn+Enh)-Jnh ↲

Sng=(Inhn+Jnh)’*Enh+Jnh’*Unhn ↲

Chạy đoạn code trên matlab ta thu được kết quả:

Unhn =

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

Inhn =

-2.8620 - 3.0434i

3.9151 + 2.8310i

1.0531 - 0.2124i

1.2748 - 0.0992i

-0.2218 - 0.1132i

-4.1369 - 2.9442i

Sng =

1.2746e+03 + 1.6798e+03i

Bài 2:

Sử dụng phương pháp dòng vòng:

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

W=100*pi; ↲

j=sqrt(-1);E1=220*exp(j*0);E5=200; ↲

Enh=[E1;0;0;0;E5]; ↲

Jnh=[0;0;0;0;0]; ↲

R1=200; R2=200; R3=10; Zc=100/j; Zl=j*100; ↲

Znh=[R1 0 0 0 0;0 R2 0 0 0;0 0 R3 0 0; 0 0 0 Zc 0;0 0 0 0 Zl]; ↲ Zv=B*Znh*B' ↲

Ev=B*(Enh-Znh*Jnh) ↲

Iv=Zv\Ev ↲

Inh=B'*Iv ↲

I3=Inh(3) ↲

Unh=Znh*(Inh+Jnh)-Enh ↲

Ubc=Unh(4) ↲

Pe1=Enh(1)*Inh(1) ↲

Pe5=Enh(5)*Inh(5) ↲

Chạy đoạn code trên matlab ta thu được kết quả:

Inh =

0.5500 + 1.0000i

0.5500 - 1.0000i

0.0000 + 2.0000i

2.2000 + 1.1000i

2.2000 - 0.9000i

I3 =

0.0000 + 2.0000i

Unh =

1.0e+02 *

-1.1000 + 2.0000i

1.1000 - 2.0000i

0.0000 + 0.2000i

1.1000 - 2.2000i

-1.1000 + 2.2000i Ubc =

1.1000e+02 - 2.2000e+02i Pe1 =

1.2100e+02 + 2.2000e+02i Pe5 =

4.4000e+02 - 1.8000e+02i

BÀI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM LÝ THUYẾT MẠCH I SỐ 2 CÁC HIỆN TƯỢNG CƠ BẢN - PHẦN TỬ CƠ BẢN 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 nghiệm

- 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, quan hệ dòng, áp, công suất, hệ số cosφ khi ta đặt vào nguồn điện áp hình sin có tần số f = 50Hz

II Nội dung thí nghiệm

1, Mạch thuần điện trở

Đặt nguồn điện áp hình sin với trị hiệu dụng U = 12(V); R = 50(Ω) có trên bảng mạch

Dùng Powermeter đo:

UR = 12.433 V

IR = 0.261 A

PR = 3.243 W

Cosφ = 1

Tính giá trị của điện trở R

R=UR

I R

=12.433

0.261≈ 47.64 (Ω)

Nghiệm lại các quan hệ đã học trong lý thuyết:

𝑃R(LT) = URIRcosφ = 3.245 ≈ 𝑃R(TN)

Kết quả thí nghiệm cho thấy công suất P được tính gần đúng với lý thuyết

2, Mạch thuần điện cảm:

Đặt nguồn điện áp hình sin với trị hiệu dụng U = 12(V) có trên bảng mạch Dùng Powermeter đo:

UL = 12.628 V

IL = 0.316 A

QL = 0.79Var

Cosφ = 0.191

Tính giá trị của điện cảm L:

Z L = L

I L

sin φ=12.628

0.316√1−0.191 39.22 2 ≈ (Ω) L=ZL

2 πf=

39.22

2 π ×50≈ 0.125( )H

Nghiệm lại các quan hệ đã học trong lý thuyết:

QL(LT) = U sinφ = 0,76 (Var) ≈ QLIL L(TN)

Kết quả thí nghiệm cho thấy công suất Q được tính đúng với lý thuyết

3, Mạch thuần điện dung

Đặt nguồn điện áp hình sin với trị hiệu dụng U = 12(V) có trên bảng mạch Dùng Powermeter đo được

UC = 12.658 V

IC = 0.08 A

QC = 0.02 Var

Co𝑠𝜑= 0.021

Tính giá trị của điện dung C:

ZC= C

I C

sin φ=12.658

0.08 √1−0.021 158.2 2

≈ (Ω) C= 1

2 πf Z=

1

2 π ×50 ×157.945≈2.0 × 10

−5

Nghiệm lại các quan hệ đã học trong lý thuyết:

QC(LT) = U sinφ = 0,019 (Var) ≈ QCIC C(TN)

Kết quả thí nghiệm cho thấy công suất Q được tính đúng với lý thuyết

4, Mạch R-L nối tiếp

Đặt nguồn điện áp hình sin với trị

hiệu dụng U = 12 (V); R = 50 (Ω) có

trên bảng mạch

Dùng Powermeter đo:

Tính giá trị của điện trở R và điện cảm L:

Điện trở R

R=UR

I =

9.60 7

0.204 ≈ 47 09 (Ω)

Điện cảm L

Z L = UL

I =

6.276

0 204 ≈ 30.76 (Ω)

L=ZL

2 πf=

30.76

2 π ×50≈ 0.098

Nghiệm lại các quan hệ đã học trong lý thuyết

P(𝐿𝑇) = 𝑈𝐼cos𝜑 ≈ 2.21 (W) ≈ P(𝑇𝑁)

S(𝐿𝑇) = ≈ 𝑈𝐼 2.546 (VA) ≈ S(𝑇𝑁)

UR(𝐿𝑇) = 𝑈cosφ ≈ 10.871 (V) ≈ UR(𝑇𝑁)

UL(𝐿𝑇) = 𝑈sinφ ≈ 6.131 (V) ≈ UL(𝑇N)

Kết quả thí nghiệm cho thấy kết quả thí nghiệm gần đúng với lý thuyết

5, Mạch R-C nối tiếp:

UR = 9.607 V U = 6.276 V L

Co𝑠𝜑= 0.871

Đặt nguồn điện áp hình sin với trị hiệu dụng U = 12(v); R = 50 (Ω) có trên bảng mạch

Dùng Powermeter đo:

U= 12.634 V I = 0.076 A

UR = 3.566 V UC = 12.05 V

P = 0.29 W S = 0.93 VA

Co𝑠𝜑 = 0.305

Tính giá trị của điện trở R và điện dung C:

R=UR

I =

3.566

0.076 ≈ 46.92 ( Ω)

ZC=UC

I C

=12.050.076 ≈ 158.55 (Ω)

C= 1

2πf ZC=

1

2π×50×214.339 ≈ 2.00× 10

-5

Nghiệm lại các quan hệ đã học trong lý thuyết

S(𝐿𝑇) = 𝑈𝐼 ≈ 0.96 (VA) ≈ S(𝑇𝑁)

UR(𝐿𝑇) = 𝑈cosφ ≈ 3.85 (V) ≈ UR( 𝑇𝑁 )

UL(𝐿𝑇) = 𝑈sinφ ≈ 12.03 (V) ≈ UL( 𝑇𝑁 )

Kết quả thí nghiệm cho thấy kết quả thí nghiệm gần đúng với lý thuyết

6, Mạch R-L-C nối tiếp:

Đặt nguồn điện áp hình sin với trị hiệu dụng U = 12(V) có trên bảng mạch Dùng Powermeter đo:

U= 11.605 V

I= 0.088 A

UR = 4.169 V

UL= 2.584 V

UC= 14.12 V

P=0.436 W

S=1.108 VA

Cos𝜑=0.391

Tính giá trị của điện trở R

R=UR

I =

4.1 69 0.088 ≈ 47 375 (Ω)

Điện cảm L

ZL= UL

I =

2.584 0.088 ≈29.36 (Ω ) L=ZL

2 πf=

29.36

2 π ×50≈ 0.093

Điện dung C

ZC=UC

I =

14.12

0.088 ≈ 160.45( Ω)

C= 12πf Z

C

= 1 2π×50×160.45 ≈ 1.984× 10

-5

Nghiệm lại các quan hệ đã học trong lý thuyết

P(𝐿𝑇) = 𝑈𝐼cos𝜑 ≈ 0.434 (W) ≈ P(𝑇𝑁)

S(𝐿𝑇) = 𝑈𝐼 ≈ 1.109 (VA) ≈ S(𝑇𝑁)

UR(𝐿𝑇) = 𝑈cosφ ≈ 4.93 (V) ≈ UR( 𝑇𝑁 )

Kết quả thí nghiệm gần đúng với lý thuyết

BÀI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM LÝ THUYẾT MẠCH I SỐ 3 CÁC HIỆN TƯỢNG CƠ BẢN - PHẦN TỬ CƠ BẢN R, L, C TRONG MẠCH

CÓ HỖ CẢM TRONG MẠCH ĐIỆN CÓ KÍCH THÍCH HÌNH SIN

I, Mục đích thí nghiệm

1, Nghiệm chứng lại định luật Kirchoff 1 ( ∑i = 0)

2, Nghiệm chứng hiện tượng hỗ cảm

-Biết xác định cực cùng tên của hai cuộn dây có hỗ cảm bằng thực nghiệm -Nghiệm chứng được hiện tương truyền công suất bằng hỗ cảm

II, Nội dung thí nghiệm

1 Nghiệm chứng lại định luật Kirchhoff 1:

R1 = 48,6 

R2 = 48,1 

R3 = 123,3 

U = 23,95 V;

I1 = 0,194 A;

I2 = 0,128 A;

I = 0,135 A;

Cos1 = 1;

Cos2 = 0,411;

Cos3 = 0,960;

= 0 : dòng cùng pha áp 1 o = 65,73 : dòng sớm pha hơn áp 2 o = -16,26 : dòng trễ pha áp3 o

I1 = 0,194 A

I2 = 0,053 + j0,117 A

I3 = 0,1296 – j0.1145 A

Qua kết quả thực nghiệm chứng minh được định luật Kirchhoff 1 đúng

2, Nghiệm chứng hiện tượng hỗ cảm:

U22’ = 21,4 V

U11’ = 10,247 V

U22’ = 12,375V

U11’ = 10,781 V

U2’2 = 11,642 V

3, Truyền công suất bằng hỗ cảm:

U11’ = 24,36 V

U22’ = 16,41 V

Đo công suất trên R biết được công suất truyền bằng hỗ cảm từ 11* sang 22*: = 3.966 (W)P