bài thí nghiệm ltm 01 tính chế độ xác lập điều hòa trong mạch điện tuyến tính bằng máy tính dùng phần mềm matlab

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIBÁO CÁO THÍ NGHIỆM LÝTHUYẾT MẠCH I.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM LÝTHUYẾT MẠCH I

BÀI THÍ NGHIỆM LTM : 01

TÍNH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP ĐIỀU HÒA TRONG MẠCH ĐIỆN TUYẾNTÍNH BẰNG MÁY TÍNH DÙNG PHẦN MỀM MATLAB

Bài 1:

Phương pháp dòng vòng Code Matlab:

B = [1 0 1 1 0 0;0 1 1 0 1 0;0 0 0 -1 1 1];j = sqrt(-1);

pi = 3.1415;

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*2*pi*60*0.2;Z4 = 15+j*2*pi*60*0.3;Z5 = 20+j*2*pi*60*0.4;Z6 = 10+j*20;

Z35 = j*2*pi*60*0.6*sqrt(0.2*0.4); 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 ; 00 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

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

Chạy đoạn code trên bằng chương trình Matlab ta thu được kết quả:

Inh =

- 3.0433i3.915

+ 2.8309i1.053

1 - 0.2124i1.274

9 - 0.0992i-

- 0.1132i-

- 2.9441i

1.2746e+03 + 1.6798e+03i

Bài 2:

Phương pháp dòng vòng:Code Matlab:

= [1 -1 0 1 0;01 -1 0 1];j

= sqrt(-1);p

i = 3.1415;E

1 = 200*exp(j*0);E

=

1 = 200; Z2 = 200; Z3 = 10;Z

4 = 100; Z5 = 100;Z

= [Z1 0 0 0

0;0 Z2 0 0 0; 0 0 Z3 0 0; 0 0 0 Z4 0; 0 0 0 0 Z5];Zv = B*Znh*B';

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

Inh = B'*Iv

Unh = Znh*(Inh + Jnh) - Enh

Chạy đoạn code trên bằng chương trình Matlab ta thu được kết quả:

Inh =0.5391-0.1913-0.34780.5391

Unh =-92.1739-38.2609-3.478353.913034.7826

3

ZL = 33.2 (Ω)Ω)) L = 0.106 (Ω)H)

Do cuộn cảm có điện trở trong rất nhỏ nên có giản đồ:

3 Mạch thuần điện dung:

UC = 12.196 V IC = 0.076 A QC = 0.9259 J

Cosφ = 0.008 ICU

Z

= 160.5(Ω)

4 Mạch R-L nối tiếp

U = 12.217 V UR = 6.768 V I = 0.067 A UL = 9.53 V P = 0.541 W S = 0.826 VACosφ = -0.644

ZL = 142.2 (Ω)Ω)) L = 0.453 (Ω)H)

U = 12.173 V UR = 4.939 V I = 0.104 A UC = 11.084 V P = 0.528 W

S = 1.266 VA Cosφ = 0.416

ZC = 106.6 (Ω)Ω)) C = 3*10-5 (Ω)F)R = 47.5 (Ω)Ω))

Trong mạch này, chậm pha hơn một góc π2nên có giản đồ:

6 Mạch R - L – C nối tiếp:

IU

U = 12.152 VI = 0.05 AUR = 4.951 VUL = 15.009 UC = 5.366 V P = 0.335 W S = 0.606 VACosφ = -0.554

ZC = 107.3 (Ω)Ω)) C= 2.97*10-5 (Ω)F) R= 99 (Ω)Ω))

ZL = 300.2 (Ω)Ω)L= 1.1 (Ω)H)

2 giá trị ZL khác nhau nên mạch có tính cảm kháng

R

φ2 = 70.85o : dòng sớm pha hơn áp

I2 = 0.025 A;I3 = 0.071 A;

Cosφ3 = 0.968;

φ3 = -15.85o : dòng trễ pha áp

⇨ I1 = 0.077 (Ω)A); I2= 0.0082 – j0.024 (Ω)A); I 3= 0.0683 – j0.0194 (Ω)A)

⇨ + I 1 - I 2- I3 = 0

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

2 Nghiệm chứng hiện tượng hỗ cảm:

U22’ = 11.87 V

U11’ = 12.375 V U22’ = 11.878 V

CI2

U11’ = 12.015 V U2’2 = 11.551 V

⇨ Hệ số biến áp khi có tải R là: