laboratorijske vjeŽbe - · pdf fileuvodne napomene laboratorijske vježbe iz kolegija osnove...
TRANSCRIPT
SVEUČILIŠTE U RIJECI TEHNIČKI FAKULTET
ZAVOD ZA ELEKTROENERGETIKU
OSNOVE ELEKTROTEHNIKE II
LABORATORIJSKE VJEŽBE
Ime i prezime
_________________________
Rijeka, 2006.
SADRŽAJ Uvodne napomene ....................................................................................................2 Vježba 1: Prijelazne pojave ....................................................................................................3 Pokus 1: Valni oblik napona na kondenzatoru za vrijeme nabijanja i izbijanja kondenzatora ......................................................................................................4 Pokus 2: Promatranje struje u krugu ................................................................................5 Vježba 2: Induktivni i kapacitivni otpor..........................................................................7 Pokus 1: Induktivni otpor .................................................................................................8 Pokus 2: Kapacitivni otpor ...............................................................................................9 Vježba 3: Strujni krug sa sinusoidalnim izvorom, topografski dijagram..........10 Pokus 1: I i II Kirchoffov zakon ....................................................................................12 Pokus 2: Topografski dijagram ......................................................................................13 Vježba 4: Serijski i paralelni RLC krug, frekvencijske ovisnosti .........................15 Pokus 1: Serijski RLC krug............................................................................................16 Pokus 2: Paralelni RLC krug..........................................................................................17 Vježba 5: Mjerenje snage ....................................................................................................19 Pokus 1: Mjerenje snage.................................................................................................20 Pokus 2: Mjerenje snage u trofaznom sustavu ...............................................................21 Vježba 6: Metode rješavanja mreža ...............................................................................24 Pokus 1: Metoda konturnih struja ..................................................................................25 Pokus 2: Theveninov teorem..........................................................................................26
UVODNE NAPOMENE Laboratorijske vježbe iz kolegija Osnove elektrotehnike II zamišljene su kao nadopuna teoretskih izlaganja na predavanjima, odnosno računskih primjera izrađivanih na auditornim vježbama. Laboratorijske vježbe su grupirane u šest tema, a svaka tema se sastoji od vježbi s jednim ili više pokusa. Kako bi studenti laboratorijske vježbe obavljali uz potpuno razumijevanje, potrebno je prije dolaska na vježbe izvršiti odgovarajuću pripremu. Zadatke treba rješavati uredno i uz svaki zadatak potrebno je prikazati cjelokupni postupak rješavanja. U svrhu pripreme treba dobro proučiti i opis vježbi u skripti. Na vježbe treba dolaziti točno u naznačeno vrijeme, kako bi se mogli obaviti svi predviđeni radni zadaci. U laboratorij, treba donijeti osim skripte i sav potreban pribor za pisanje, crtanje i računanje. Rezultati mjerenja upisuju se u skriptu isključivo običnom olovkom. Na kraju svake vježbe potrebno je odgovoriti na pitanja uz temu kojim se dodatno upotpunjuju znanja iz pripadne teme. Na kraju svih odrađenih vježbi studenti predaju ispunjenu skriptu sa svim vježbama. Odrađene sve laboratorijske vježbe i predana ispunjena skripta uvjeti su za potpis iz kolegija Osnove elektrotehnike II.
TFSR Prijelazne pojave
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 3
Vježba 1: Prijelazne pojave, Nabijanje i izbijanje kondenzatora, serijski RC krug
Priprema 1. Serijski krug prema slici, R = 1 kΩ, C = 20 nF priključuje se u trenutku t=0 na
istosmjerni izvor napajanja 6 V (prebacivanje sklopke iz neutralnog položaja u položaj 1). Potrebno je:
1. odrediti vremensku konstantu τ = µs 2. odrediti analitičke izraze za uC (t) = uR (t) = i (t) = 3. grafički prikazati dobivene funkcije
uC , uR [V] i [mA]
6 6
5 5
4 3
3 4
2 2
1 1
0 τ 2τ 3τ 4τ 5τ 6τ 0 τ 2τ 3τ 4τ 5τ 6τ
4. grafički prikazati uC(t) za R = 1 kΩ i za R = 2 kΩ (C = 20 nF) uC [V]
6
5
4
3
2
1
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 t, [µs ]
TFSR Prijelazne pojave
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 4
Vježba Sklopka prikazana u pripremnom zadatku realizirana je kao elektronički izvor pravokutnog napona. Izlazni napon takvog izvora ima oblik:
t
U
T/2T/2
1 2položajsklopke
Valni oblik napona periodički se ponavlja s frekvencijom f = 1/T, te ako želimo da proces nabijanja i izbijanja završi moramo T podesiti tako da vrijedi T/2 ≥ 5τ. Pokus 1: Valni oblik napona na kondenzatoru za vrijeme nabijanja i
izbijanja kondenzatora Funkcijski generator i osciloskop podešen na:
- f = 5 kHz - U = 6 V - osjetljivost 1V/div (osciloskop)
- vrem. baza 20µs/div (osciloskop) 1. Spojite krug prema slici.
Ri 1
3
Funkcijski generator
2R
CU
crvena
crna
2. Spojite sondu osciloskopa na točke 2 i 3 (masa na 3). 3. Podesite R (otporna dekada) na 950 Ω tako da je R + Ri = 1000 Ω (ukupni otpor) i C
(kondenzatorska dekada) na 20 nF. Pozovite asistenta da pregleda strujni krug. 4. Uključite osciloskop i funkcijski generator.
5. Pomoću regulatora ↔ i ↑↓ podesite izgled na ekranu.
TFSR Prijelazne pojave
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 5
6. Precrtajte valni oblik napona s ekrana osciloskopa na sliku. uC [V]
6
5
4
3
2
1
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 t, [µs ]
7. Na otpornoj dekadi promijenite otpor na 1950 Ω (ukupni otpor je 2 kΩ). Što se dešava s
valnim oblikom? Što bi se desilo kada bi se kapacitet (uz R = 950 Ω) promijenio na 40 nF ?
_____________________________________________________________ Pokus 2: Promatranje struje u krugu 1. Zamijenite elemente R i C i spojite krug prema slici.
2. Promijenite osjetljivost osciloskopa na 2 V/div. Pozovite asistenta da pregleda strujni
krug. 3. Spojite sondu osciloskopa na točke 2' i 3' (masa na 3'). 4. Pomoću regulatora ↔ i ↑↓ podesite izgled na ekranu. 5. Struja u krugu definirana je s i = uR /R. Budući da se s osciloskopom mogu promatrati
samo valni oblici napona potrebno je struju u krugu dobiti iz napona na otporu (R = 950 Ω).
6. Prikažite valni oblik struje u krugu (za vrijeme nabijanja kondenzatora).
Ri 1
3
Funkcijski generator
2
R
C
U
crvena
crna
TFSR Prijelazne pojave
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 6
i (t) [mA]
6
5
4
3
2
1
0 20 40 60 80 100 t, [µs ]
Pitanja uz temu 1. U krugu prema slici uspostavljeno je stacionarno stanje. Ako se, u trenutku t0 napon
izvora povisi za ∆E koliki će napon biti na otporu R u trenutku t = t0 ?
a) E b) E + ∆E c) E - ∆E d) ∆E e) 0 f) ne može se odrediti bez poznavanja R, C, E i ∆E
2. Kolika je struja ipoč u trenutku zatvaranja sklopke ako je u t = t0 Uc bio U/2 ?
a) ipoč = 0 b) ipoč = U/R1 c) ipoč = U/(R1 + R2R3) d) ipoč = U/[2(R1+R2)] e) ipoč = U/(R1+R2) f) ipoč = U/[2 (R1 + R2R3)]
TFSR Induktivni i kapacitivni otpor
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 7
Vježba 2: Induktivni i kapacitivni otpor Priprema 1. Za zavojnicu induktiviteta L = 10 mH i kondenzator kapaciteta C = 90 nF izračunati
pripadne vrijednosti induktivnog i kapacitivnog otpora za frekvencije 1, 2, 5, 7, 10 kHz te nacrtati dobivenu ovisnost otpora o frekvenciji.
f [kHz] 1 2 5 7 10 XL [Ω] XC [Ω]
XC [Ω], XL [Ω] 1900
1800
1700
1600
1500
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 f, [ kHz]
TFSR Induktivni i kapacitivni otpor
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 8
Pokus 1: Induktivni otpor 1. Uključite funkcijski generator i podesite amplitudu izlaznog napona tako da napon na
induktivitetu bude 1.5 V, frekvencija 1000 Hz. 2. Spojite krug prema slici. Podesite induktivitet na 10 mH.
3. Na funkcijskom generatoru podesite oblik izlaznog napona na sinusoidu. Pozovite
asistenta da pregleda strujni krug. 4. Mijenjajući frekvenciju izvora od 1 kHz do 10 kHz očitajte pripadne napone i struje, te ih
unesite u tablicu. Izračunajte XL.
f [kHz] 1 2 4 6 8 10 UL [V] IL [mA] XL [Ω]
5. Prikažite grafički dobivenu ovisnost induktivnog otpora o frekvenciji. XL [Ω]
600
500
400
300
200
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 f, [ kHz]
6. Vratite amplitudu izvora (funkcijskog generatora) na 0 V i frekvenciju na 1 kHz.
TFSR Induktivni i kapacitivni otpor
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 9
Pokus 2: Kapacitivni otpor 1. Zamijenite induktivitet s kondenzatorom u strujnom krugu. Podesite kondenzator na
C = 90 nF. Pozovite asistenta da pregleda strujni krug. 2. Mijenjajući frekvenciju izvora od 1 kHz do 10 kHz očitajte pripadne napone i struje, te ih
unesite u tablicu. Izračunajte XC.
f [kHz] 1 2 4 6 8 10 UC [V] IC [mA] XC [Ω]
3. Prikažite grafički dobivenu ovisnost kapacitivnog otpora o frekvenciji. XC [Ω]
6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 f, [ kHz]
5. Vratite amplitudu izvora (funkcijskog generatora) na 0 V i frekvenciju na 1 kHz. Pitanja uz temu 1. Zbog čega, pri niskim frekvencijama, XC znatno odstupa od izračunate vrijednosti ako se
zna da je: Rizvora = 50 Ω, Ramp ≈ 100 Ω, Rvolt ≈ 10 kΩ __________________________________________________________________ 2. Kako će se mijenjati pokazivanje ampermetra i voltmetra za sklop na slici ako se
frekvencija mijenja od vrlo niskih do vrlo visokih vrijednosti. Rješenja prikazati grafički s karakterističnim vrijednostima.
A
V
RiRL
Ui
TFSR Strujni krug sa sinusoidalnim izvorom, topografski dijagram
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 10
Vježba 3: Strujni krug sa sinusoidalnim izvorom, topografski dijagram Priprema 1. Za sklop na slici potrebno je odrediti struje &I 1 i &I 2 te napone &U 1, &U 2 i &U AB ako je zadano:
&I = 5∠0° [mA] R1 = 300 [Ω] R2 = 400 [Ω] L = 20 [mH] f = 5 [kHz]
Dobivene rezultate prikazati vektorski.
Im
0 Re
A
L
R1
R2
B
I1
.I2
.
U2
.+
U1
.
I.
TFSR Strujni krug sa sinusoidalnim izvorom, topografski dijagram
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 11
2. Za strujni krug na slici prikazati topografski dijagram ako je zadano:
R1 = 100 [Ω] R2 = 300 [Ω] L = 20 [mH] C = 90 [nF] f = 5 [kHz] uAD = 5⋅ 2 sin (ωt) [V] ϕD = 0∠0° [V] mjerilo: 0.5V = 1 cm
Im
0 Re
A
L
R1
R2
D
+
B C
C
TFSR Strujni krug sa sinusoidalnim izvorom, topografski dijagram
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 12
Pokus 1: I i II Kirchoffov zakon
1. Spojite krug prema slici. (f = 5 kHz)
2. Podesite R1 na 300 Ω, R2 na 400 Ω, L na 20 mH.
3. Uključite ampermetar u granu s R1. Pozovite
asistenta da pregleda strujni krug. 4. Uključite izvor napajanja i podesite struju
ampermetra na 5 mA. 5. Umetanjem ampermetra u grane s R2 (mjerenje I1) i L (mjerenje I2) izmjerite efektivne
vrijednosti struja i rezultate upišite u tablicu.
I[mA] I1[mA] I2[mA] U1[V] U2[V]5
6. Nakon mjerenja struja odspojite instrument i prebacite mjerno područje na ACV - 20 V. 7. Izmjerite napone na otporniku R1 (U1) i R2 (U2) i njih unesite u tablicu. 9. Odspojite vježbu. 10. Nacrtajte vektorski dijagram kruga uz uvjet da je faza napona U2 jednaka nuli.
Im
0 Re
Ri
R2L
Ui
funk
cijs
ki g
ener
ator
R1
TFSR Strujni krug sa sinusoidalnim izvorom, topografski dijagram
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 13
Pokus 2: Topografski dijagram
1. Spojite krug prema slici. (f = 5 kHz)
2. Podesite R1 na 100 Ω, R2 na 300 Ω, L na 20 mH, C na 90 nF.
3. Podesite mjerno područje ampermetra.
Pozovite asistenta da pregleda strujni krug. 4. Uključite napajanje i podesite struju
ampermetra na 10 mA. 5. Izmjerite efektivne vrijednosti struja (isto kao i pod točkom 6 u prethodnoj vježbi) i
unesite ih u tablicu.
I[mA] I1[mA] I2[mA] UR1[V] UR2,UL[V] UC[V] 10
6. Izmjerite vrijednosti napona na elementima i unesite ih u tablicu. Odspojite vježbu. 7. Ucrtajte vektore (fazore) uz uvjet da je faza struje &I 1 (struja kroz otpornik R2) jednaka
nuli. 8. Uzmite da je potencijal točke D jednak nuli te postavite točku D u ishodište. Ucrtajte u
dijagram potencijale točaka A, B, i C (vidjeti sliku iz priprema, 2. zadatak).
Im
0 Re
Ri
R2L
Ui
funk
cijs
ki g
ener
ator
R1 C
TFSR Strujni krug sa sinusoidalnim izvorom, topografski dijagram
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 14
Pitanja uz temu
1. Za kakve bi strujne krugove sa sinusnom pobudom vrijedilo Σi = 0, Σu = 0
(algebarska suma) ?
2. Odredite što mjeri voltmetar u sklopu prema slici pomoću vektorskog dijagrama. Zadano: R = XL.
U.
XL
R R
+
R
V
TFSR Serijski i paralelni RLC krug, frekvencijske ovisnosti
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 15
Vježba 4: Serijski i paralelni RLC krug, frekvencijske ovisnosti
Priprema 1. Za serijski RLC krug na slici izračunati rezonantnu frekvenciju i odrediti rezonantnu
struju Irez u tom slučaju ako je poznato: &U = 5V 0°
R = 1000 Ω L = 80 mH C = 20 nF
Kojim iznosima teže naponi na L i C kada frekvencija izvora teži k 0 odnosno ∞. frez = Irez =
2. Za paralelni RLC krug na slici odrediti promjenu kuta ϕ s frekvencijom.
f < frez f = frez f > frez
ϕ
TFSR Serijski i paralelni RLC krug, frekvencijske ovisnosti
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 16
Pokus 1: Serijski RLC krug
1. Amplitudu izlaznog napona podesite na 5V, f = 1000 Hz. 2. Spojite krug prema slici. 3. Vrijednost kliznog otpornika namještena je na
1000 Ω. Podesite vrijednost kondenzatora (kondenzatorska dekada) na 20 nF i zavojnice (induktivna dekada) na 80 mH. Pozovite asistenta da pregleda strujni krug.
4. Mijenjajući frekvenciju izvora očitajte pripadne vrijednosti napona i struje i unesite ih u
tablicu. Mjerite najprije struju, a zatim spojite voltmetar i mjerite napone. f [kHz] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 I [mA] UL [V] UC [V]
5. Iz mjerenja pod točkom 4, odredite koja je frekvencija rezonantna i kako se odnose naponi na induktivitetu i kapacitetu (<, =, >).
frez = ____________ UL UC
6. Nacrtajte frekvencijsku ovisnost I, UL, UC. I[mA] U[V]
8
7
6
5
4
3
2
1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 f[kHz]
TFSR Serijski i paralelni RLC krug, frekvencijske ovisnosti
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 17
Pokus 2: Paralelni RLC krug
1. Spojite krug prema slici. Pozovite asistenta da pregleda strujni krug.
2. Ponovite točke 2 - 4 iz prethodnog pokusa. 3. Za zadane frekvencije očitajte pripadne vrijednosti struje i unesite ih u tablicu.
f [kHz] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 I [mA]
4. Nacrtajte ovisnost struje I o frekvenciji.
I[mA]
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 f[kHz]
5. Iz tablice s rezultatima mjerenja odredite rezonantnu frekvenciju.
frez =
TFSR Serijski i paralelni RLC krug, frekvencijske ovisnosti
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 18
Pitanja uz temu
1. Kakva bi bila frekvencijska karakteristika kruga na slici ?
2. Za mrežu prema slici odredite R tako da napon izvora i ukupna struja u krugu budu u fazi. Zadano: XC = 5 [Ω], Xl = 2.5 [Ω].
+
U
XL
RXC
3. Spoj prema slici je u rezonanciji. Ako je U = 6V, a voltmetar V1 pokazuje 7V odredite
pokazivanje voltmetra V2.
V1
V2.
U
L RC
TFSR Mjerenje snage
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 19
Vježba 5: Mjerenje snage Priprema 1. Za mrežu na slici odrediti prividnu, radnu i jalovu snagu te cos ϕ. Nacrtati trokut snaga. R1 = 1500 Ω R2 = 75 Ω L = 750 mH U = 26V, f = 50 Hz 2. Izračunajte kako se mijenja prividna snaga, ako bi se spoj u trokut zamijenio spojem u
zvijezdu (UL=konst.). Nacrtati sliku.
+R1
R2
L
U
TFSR Mjerenje snage
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 20
Pokus 1: Mjerenje snage 1. Izmjerite napon izvora napajanja.
U = V 2. Spojite krug prema slici, podesite vrijednosti elemenata prema zadatku za pripremu.
Pridržavajte se sheme za spajanje vatmetra! Pozovite asistenta da pregleda strujni krug.
+U R1
R2
L
WA
3. Spojite se na izvor napajanja i očitajte vrijednosti struje i snage: I = mA P = W 4. Isključite izvor napajanja, te podesite vatmetar za mjerenje cos ϕ. cos ϕ = 5. Na temelju izmjerenih vrijednosti izračunajte prividnu, radnu i jalovu snagu, cos ϕ te
nacrtajte trokut snaga. S = VA P = W Q = VAR cos ϕ =
TFSR Mjerenje snage
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 21
Pokus 2 : Mjerenje snage u trofaznom sustavu Trofazni sustav predstavlja izmjenični strujni krug koji se sastoji od tri naponska izvora čiji su naponi fazno pomaknuti za 120° i trofaznog trošila. Naponi naponskih izvora najčešće su definirani na sljedeći način:
°∠= 0UU FR0
.
°∠= 120-UU FS0
.
°+∠= 012UU FT0
.
Trofazno trošilo i izvor mogu biti spojena na dva načina: spoj zvijezda ili spoj trokut. Spoj zvijezda
Simetrično trošilo Nesimetrično trošilo
0U OO' =&
Odnos linijskog i faznog napona trošila
FL U3U ⋅= Pad napona na Z
ZI120UUZI120UU
ZI0UU
TfTO'
SfSO'
RfRO'
&&&
&&&
&&&
⋅=°+∠=
⋅=°−∠=
⋅=°∠=
Fazne struje
TSR III &&& == Snaga jedne faze trošila
*RRO'
2RR IUReZReIP &&& ⋅=⋅=
Ukupna snaga trošila TSR PPPP ++=
0U OO' ≠&
Odnos linijskog i faznog napona trošila
FL U3U ⋅≠ Pad napona na Z1, Z2, Z3
3TOO'TOTO'
2SOO'SOSO'
1ROO'RORO'
ZIUUUZIUUUZIUUU
&&&&&
&&&&&
&&&&&
⋅=−=
⋅=−=
⋅=−=
Fazne struje
TSR III &&& ≠≠ Snaga jedne faze trošila
*RRO'
2RR IUReZReIP &&& ⋅=⋅=
Ukupna snaga trošila TSR PPPP ++=
0
Z+
+
+
URO
.
.USO
.UTO
Z
Z
R
S
T
0'
.IR
.IS
.IT
Z1+
+
+
URO
.
.USO
.UTO
Z2
Z3
R
S0'
.IR
.IS
.IT
0
TFSR Mjerenje snage
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 22
Spoj trokut
Simetrično trošilo Nesimetrično trošilo
Odnos linijske i fazne struje trošila
FL I3I ⋅= Pad napona na Z
ZI150U3U
ZI90U3U
ZI30U3U
TRfTR'
STfST
RSfRS
&&&
&&&
&&&
⋅=°+∠⋅=
⋅=°−∠⋅=
⋅=°∠⋅=
Fazne struje Linijske struje
TRSTRS III &&& == TSR III &&& == Snaga jedne faze trošila
IUReZReIP *RSRS
2RSRS
&&& ⋅=⋅= Ukupna snaga trošila TRSTRS PPPP ++=
Odnos linijske i fazne struje trošila
FL I3I ⋅≠ Pad napona na Z1, Z2, Z3
ZI150U3U
ZI90U3U
ZI30U3U
TRfTR'
STfST
RSfRS
&&&
&&&
&&&
⋅=°+∠⋅=
⋅=°−∠⋅=
⋅=°∠⋅=
Fazne struje Linijske struje
TRSTRS III &&& ≠≠ TSR III &&& ≠≠ Snaga jedne faze trošila
IUReZReIP *RSRS
2RSRS
&&& ⋅=⋅= Ukupna snaga trošila
TRSTRS PPPP ++= U slučaju simetričnog opterećenja trofaznog izvora napajanja problem računanja snage se pojednostavnjuje. Naime, u spoju zvijezda odnos između linijskog i faznog napona iznosi
3 :1, a linijske i fazne struje su jednake, dok su u spoju trokut linijski i fazni naponi jednaki, a linijske i fazne struje se odnose kao 3 :1. Ukupna snaga može se izračunati samo na temelju poznavanja vrijednosti linijskog napona i linijske struje, neovisno da li se radi o spoju trokut ili zvijezda:
[ ]W cosIU3P LL ϕ⋅⋅⋅=
Ovaj je izraz naročito pogodan za određivanje snage trošila u praksi budući da se tada u najvećem broju slučajeva mogu mjeriti jedino linijske struje i naponi. Snagu u trofaznim sustavima moguće je direktno izmjeriti pomoću jednog trofaznog wattmetra ili dva jednofazna wattmetra (u tom se slučaju govori o mjerenju snage tzv. Aronovim spojem).
.IST
.ITR
.IRS
+
+
+
URO
.
.USO
.UTO
R
S T
.IR
.IS
.IT
Z Z
Z.IST
.ITR
.IRS
+
+
+
URO
.
.USO
.UTO
R
S T
.IR
.IS
.IT
Z1 Z3
Z2
TFSR Mjerenje snage
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 23
Pitanja uz temu 1. Kolika je snaga na otporu R2, ako je mreža u rezonanciji? R1 = 100 Ω R2 = 50 Ω C = 90 nF U = 24V, f = 50 Hz
2. Za trofaznu mrežu prema slici odrediti pokazivanje watmetra
Zadano: R = 3300Ω, UL = 380 V.
W
R
**
A
B
C
R
R
+ R2
L
U R1 C
TFSR Zavod za elektrotehniku Metode rješavanja mreža
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 24
Vježba 6: Metode rješavanja mreža Priprema 1. Za mrežu na slici metodom konturnih struja odrediti struje koje teku u mreži. Označiti
smjerove kontura i svih struja te nacrtati vektorski dijagram struja (uzmite da je UBC pod kutem 0° tj. da struja koja teče kroz R3 pod kutem 0°).
R1 = 2 kΩ R2 = 3 kΩ R3 = 1 kΩ C = 80 nF &U = 5V ∠0°, f = 1000 Hz
2. Za mrežu na slici odrediti &Z T i &E T (Theveninovu impedanciju i napon) ako je zadano: R1 = 1000 Ω R2 = 100 Ω L = 8 mH C = 80 nF &U = 5V ∠0°, f = 1000 Hz
TFSR Zavod za elektrotehniku Metode rješavanja mreža
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 25
Pokus 1: Metoda konturnih struja 1. Pomoću univerzalnog instrumenta podesite izlazni napon funkcijskog generatora na 5V,
f = 1000 Hz. 2. Spojite krug prema slici, podesite elemente prema zadatku za pripremu. Pozovite
asistenta da pregleda strujni krug.
3. Podesite instrument Iskra na područje ~, 2.5 mA. 4. Ubacivanjem ampermetra u pojedine konture izmjerite vrijednosti konturnih struja. I1 = mA I2 = mA I3 = mA 5. Na temelju izmjerenih vrijednosti i vektorskog dijagrama iz zadatka 1 (priprema)
izračunajte struje. Provjerite izračunate struje mjerenjem. IR2 = mA IR2mjereno = mA IR3 = mA IR3mjereno = mA
TFSR Zavod za elektrotehniku Metode rješavanja mreža
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 26
Pokus 2: Theveninov teorem 1. Ponovite točke 1 i 2 iz pokusa 1. 2. Pomoću univerzalnog instrumenta izmjerite
napon na izlaznim stezaljkama ET = V 3. Da bi odredili apsolutnu vrijednost impedancije koristimo se U-I metodom. Odspojite
izvor iz kruga i zamijenite ga kratkospojnikom (prema slici). Na izlazne stezaljke priključite izvor napajanja s poznatom vrijednošću napona i univerzalni instrument kao ampermetar. Očitajte UZ i IZ.
UZ = V
IZ = mA 4. Na temelju UZ i IZ odredite ZT. ZT = Ω 5. Nacrtajte nadomjesnu shemu prema Theveninovom teoremu.
TFSR Zavod za elektrotehniku Metode rješavanja mreža
Osnove elektrotehnike II, Laboratorijske vježbe 27
Pitanja uz temu 1. Nadomjestite sklop na slici obzirom na stezaljke a i b po Theveninu (ZT, ET). Na osnovu
parametara Thevenin nadomjesnog sklopa odredite iznos ET / U. Zadano je R = XL = XC.
2. Odredite koliki su Theveninov napon (.
U ab) i Theveninova impedancija (.Z ab) s obzirom
na stezaljke a i b. Zadano: .E =10∠0° (V),
.I =1∠45° (A),
.Z =10+j⋅10 (Ω).
.Z+
+ .E
.Z
.Z
a
b
.I
.Z
.E