Báo cáo mẫu thí nghiệm giải tích mạch cặp số đặc trưng nhánh xoay chiều

TRƯỜNG ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BM CSKT ĐIỆN – PTN MẠCH & ĐO

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM GIẢI TÍCH MẠCH
BÀI SỐ 2
CẶP SỐ ĐẶC TRƯNG NHÁNH XOAY CHIỀU

Ngày làm thí nghiệm:
Ngày nộp báo cáo thí nghiệm:
Danh sách SV thực hiện và phân công trong bài thí nghiệm:
S
MSSV
Họ tên SV
Lắp.
Đo và
T
vẽ
tính số
T
mạch liệu - đồ
(2đ)
thị
(4đ)
1
30%
30%
2
3

Công
thức lý

thuyết
(1đ)
30%

Viết
nhận xét
số liệu
đo
(1đ)
30%

Ký tên

Điểm Bài báo cáo TN do GVHD chấm (max = 8)

A. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM:
Khảo sát các thông số đặc trưng của một nhánh trong trường hợp tác động là nguồn
xoay chiều hình sin .
B. LÝ THUYẾT:
Trong chế độ xác lập điều hòa (kích thích hình sin), mỗi nhánh được đặc trưng bởi
một cặp số (Z, ϕ) hay (Y, -ϕ).
U = Z* I hay I = Y * U


Với : ϕ = ϕu – ϕi . Góc ϕ cũng có thể xác định qua giản đồ vecto của mạch hoặc công
suất P : P = U x I x cos(ϕ) = Re[Z] x I2 .
C. DANH SÁCH THIẾT BỊ DÙNG TRONG BÀI THÍ NGHIỆM:
- Các phần tử mẫu : R, L, C.
- V.O.M ; Ampe kế AC và Watt kế.
- Nguồn điện 220v ; Variac.

- Nguồn điện DC.
- Dây nối .
D. QUÁ TRÌNH THÍ NGHIỆM:
I. Mạch thuần trở , Mạch có tính cảm và Mạch thuần dung :
1.Mạch thuần trở:
 Sơ đồ mạch thí nghiệm:

 Bảng số liệu:
Công suất P (W)
65

Dòng điện I (A)
1.085

Áp toàn nhánh U (V)
60

 Giản đồ vectơ dòng-áp thực nghiệm:
+j
UR
IR

+1

O






Dựa vào giản đồ véc tơ:
Trở kháng tương đương: Z = 55.3 (Ω) ; Dẫn nạp tương đương: Y = 0.018 (Ʊ)
Hệ số công suất: Cos (ϕ) = 1
Điện trở thuần: R = 55.3
(Ω)
Nhận xét: Điện áp trên hai đầu điện trở và dòng điện qua nó cùng pha với nhau.


2. Mạch trở kháng R nối tiếp L:
 Sơ đồ mạch thí nghiệm:

 Bảng số liệu:
Công suất
Dòng điện
P (W)
I (A)
12
0.46

Áp toàn nhánh
U (V)
60

Áp trên cuộn
dây UL (V)
50

Áp trên điện
trở UR (V)

25

 Giản đồ vectơ dòng-áp thực nghiệm:
+j
UL
URL
UR








IR
+1
O
Dựa vào giản đồ véc tơ:
Trở kháng tương đương: Z = 54.35+108.7j (Ω)
Dẫn nạp tương đương: Y = 3.68*10-3 – 7.36*10-3j (Ʊ)
Hệ số công suất: Cos (ϕ) = 0.575
Điện trở : R = 54.35 (Ω)
Điện cảm: L = 0.346
(H)
Nhận xét: Điện áp uL (t) nhanh pha hơn so với dòng iL (t) một góc 𝜋/2 hay dòng
chậm pha với áp một góc 𝜋/2.

3. Mạch trở kháng R nối tiếp L:
 Sơ đồ mạch thí nghiệm:

 Bảng số liệu:
Công suất P (W)
0

Dòng điện I (A)
0.388

Diện áp U (V)
60

 Giản đồ vectơ dòng-áp thực nghiệm:
+j
IC
+1
O

UC






Dựa vào giản đồ véc tơ:
Trở kháng tương đương:Z= -154.6 (Ω); Dẫn nạp tương đương:Y =6.47*10-3 (Ʊ)
Hệ số công suất: Cos (ϕ) = 0
Điện dung: C = 2.06*10-5 (C)
Nhận xét: Về pha, dòng điện ic (t) nhanh pha hơn so với điện áp uc (t) một góc

𝜋/2, hay điện áp chậm pha so với dòng điện một góc 𝜋/2.

II. Mạch R-L-C nối tiếp:
 Sơ đồ mạch thí nghiệm:

 Dòng điện và điện áp trên các phần tử:
Dòng điện I (A)
0.605

Áp trên R UR (V)
32.5

Áp trên L UL (V)
60

Áp trên C UC (V)
100


 Bảng đo công suất khi cuộn áp của Wattmeter lần lượt được mắc ở các vị trí:
A-B ; B-C ; B-D và A-D.
PAB (W)
20

PBC (W)
5

PBD (W)
5

PAD (W)
30

 Đồ thị véc tơ điện áp của mạch :
UL

UR
O

51o

+1
IR

U

UC
 Trở kháng nhánh dạng phức: Z = 85.1 ∠ -51o (Ω)
 Công suất phức toàn mạch:S = U.I =(51.5 ∠ -51o )*(0.605 ∠ 0o)= 19.6-24.22j (W)
 Phần thực công suất gần bằng với giá trị công suất trên điện trở.
 Phần ảo của công suất phức ở trên được gọi là công suất phản kháng. Ta có thể
đo giá trị thành phần U, I và áp dụng công thức sau để tính: Q = U*I*sin(-51o).
III. Mạch R-L-C song song:
Câu a:
 Sơ đồ mạch thí nghiệm:


 Giá trị các dòng điện: I = 0.22 (A) ; I1 = 0.465 (A) ; I2 = 0.31 (A)
Câu b:
 Số chỉ Wattmeter: P = 15 (W)

 Đồ thị vectơ dòng điện của mạch:

I2

U

+1

O
27o
63o
I

I1
 Dẫn nạp nhánh dạng phức: Y = 11/3000 ∠ -27o (Ʊ)
Câu c:
 Thực hiện mạch đo như sau:

 Bảng đo công suất khi cuộn áp Wattmeter mắc ở các vị trí: A-B và A-D.
PAB (W)
0
Câu d:
 Điện áp trên các phần tử: UR = 25 (V)

PAD (W)
7.5

;

UL = 50

(V)

;

UC = 60

(V).


 Đồ thị vectơ điện áp của mạch:
UL
UAD

55o
O

UR

+1

63o

I1
UC
 Góc lệch pha ϕ1 của điện áp UAD và dòng điện I1: ϕ1 = 118o
Câu e:
 Mắc cuộn áp Wattmeter vào vị trí B-D: PBD = 5
(W)
Số đọc được đặc trưng cho công suất tác dụng của đoạn mạch B-D