Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Transkript

1 nvert Tomáše Bt ve Zlíně LBOTONÍ CČENÍ ELEKTOTECHNKY PŮMYSLOÉ ELEKTONKY Náev úlohy: Metody řešení stejnosměrných elektrckých ovodů v ustáleném stvu Zprcovl: Petr Lur, Josef Morvčík Skupn: T / Dtum měření: 7.únor 8 Oor: nformční technologe Hodnocení: Přílohy: Úkol měření:. Ověřte pltnost Thevennovy věty pro dný elektrcký ovod.. Ověřte prncp metody ulových npětí pro dný elektrcký ovod.. Ověřte prncp metody smyčkových proudů pro dný elektrcký ovod. Senm použtých přístrojů součástek: progrmovtelný droj stejnosměrného npětí typ: elektrcký odpor typ: elektrcký odpor typ: elektrcký odpor typ: odporová dekád typ: číslcový voltmetr typ: číslcový mpérmetr typ: Schém pojení: Z Thevennov vět Metod ulových npětí metod smyčkových proudů Or. Zpojení elektrckého ovodu pro ověření Thevennovy věty, metody ulových npětí metody smyčkových proudů Teoretcký roor úlohy: stálený stejnosměrný stv je chrkterován konstntním velkostm energí prvků ovodu tím konstntním hodnotm npětí proudů. Jednotlvé metody nlýy ustáleného stejnosměrného stvu vycháí Krchhoffových ákonů: Ohmov ákon, (.), (.). (.) Tyto metody le rodělt n:. specální metody, které jsou vhodné pro jednodušší specální přípdy. K těmto metodám ptří metod postupného jednodušování, metod úměrných velčn, trnsfgurce, věty o náhrdních drojích td.

2 . unverální metody, které mjí unverální použtí. Jsou loženy n sestvení výchoích rovnc podle postupů, které je možné sndno lgortmovt. Tím je splněn předpokld pro využtí výpočetní technky v nlýe elektrckých ovodů. K unverálním metodám ptří metod přímého využtí Krchhoffových ákonů, metod smyčkových proudů, metod ulových npětí některé dlší metody.. Thevennov vět Podle této věty le lovolnou lneární část elektrckého ovodu nhrdt náhrdním npěťovým drojem s vntřním npětím vntřním odporem (or. ). náhrdní droj lneární ovod původní ovod ovod nhrený pomocí Thevennovy věty Or. Prncp náhrdy el. ovodu pomocí Thevennovy věty ntřní npětí náhrdního droje je rovno npětí nprádno n svorkách, nhrovné část ovodu:. (.) ntřní odpor náhrdního droje je roven odporu me svorkm,. (.5) Př výpočtu odporu jsou v nhrovné část ovodu deální npěťové droje nhreny krtem deální proudové droje jsou odpojeny.. Metod ulových npětí Metod ulových npětí je výsledkem snhy o redukc počtu výchoích rovnc př nlýe elektrckého ovodu. lová npětí jsou defnován jko npětí me neávslým uly ulem referenčním (ávslým). eferenční uel s v dném ovodu volíme, prvdl líko svorky npěťového droje. Metod prcuje s ulovým npětím, pro které se sestvují rovnce pomocí. K.. Jel v ovodu celkem n ulů, sestvíme celkem n- rovnc pomocí K.. Proudy v těchto rovncích vyjádříme podle Ohmov ákon pomocí ulových npětí, ísknou soustvu rovnc vyřešíme určíme jednotlvá ulová npětí. Z Z referenční uel Or. Prncp metody ulových npětí

3 Př plkc metody ulových npětí postupujeme tkto (or. ): v ávslých ulech sestvíme. K.. (pon. uel je referenční, tedy neávslý) uel : uel : Z Z uel : Z sestvené rovnce roepíšeme pomocí Ohmov ákon uel : Z uel : Z uel : Z uvedených rovnc vypočítáme ulová npětí,, ( podmínky nlost proudů Z, Z ). Metod smyčkových proudů Dlší možností menšení počtu výchoích rovnc je metod smyčkových proudů. ovnce pro smyčkové proudy se sestvují podle. K.. proto počet výchoích rovnc v této metodě je roven počtu neávslých smyček v nlyovném elektrckém ovodu. Smyčkové proudy jsou proudy, které protékjí neávslým smyčkm nlyovného ovodu. Př sestvování rovnc postupujeme tk, že v neávslých smyčkách vádíme smyčkové proudy, pro které volíme směr. Př sestvování rovnc musíme vít v úvhu skutečnost, že ve společných větvích protékjí přes restor součsně o smyčkové proudy, jejch nménko ávsí n voleném směru. 5 S S 5 S Or. Prncp metody smyčkových proudů Př plkc metody ulových npětí postupujeme tkto (or. ): v neávslých smyčkách volíme směry smyčkových proudů plkcí. K.. dostneme: levá smyčk: s ( ss) prostřední smyčk: s s( 5) s5 prvá smyčk: s5 s( 5) uvedených rovnc vypočítáme smyčkové proudy větvové proudy vypočítáme n ákldě vypočítných smyčkových proudů: s s s s s. 5 s s

4 Postup př měření:. Zpojíme elektrcký ovod pro ověření Thevennovy věty (or. ), odpory v ovodu volíme lovolně. Pomocí voltmetru měříme npětí n átěž Z. Podle or. provedeme ekvvlentní náhrdu elektrckého ovodu or. měříme npětí n átěž Z. Př správné náhrdě ovodu pomocí Thevennovy věty se oě npětí udou shodovt.. Zpojíme ovod pro ověření metody ulových npětí (or. ). Změříme npětí n odporu. Metodou ulových npětí vypočítáme npětí n uvedených odporech.. Metodu smyčkových proudů ověříme podoně jko metodu ulových npětí podle odu. Nměřené vypočítné hodnoty:. Thevennov náhrd hodnoty ovodových prvků použté př řešení úlohy: [] [k] [k] [k] Z [k] hodnot npětí n átěž určená měřením: ( měřená or.),67 výpočet ekvvlentních hodnot:,6 6,666,67 ( měřená or.) rodíl me nměřeným hodnotm (or. -or. ) vypočtenou hodnotou:, ( oror ). Ověření metody ulových npětí hodnoty ovodových prvků použté př řešení úlohy: [] [] [k] [k] [k] nměřená hodnot npětí n odporech:,6,5 vypočtené hodnoty ulových npětí:,5 rodíl me nměřenou vypočtenou hodnotou:,7

5 . Ověření metody smyčkových proudů hodnoty ovodových prvků použjeme stejné jko př řešení úlohy metodou ulových npětí: vypočtené hodnoty smyčkových proudů:,5* - ýpočty: s s, 5* - vypočtené hodnoty větvových proudů: vypočtená hodnot npětí n odporu :,75 lová npětí 5 5 5, , 5 nměměř,7,5, 7

6 Thevennov poučk 56666, ,66 5 k k,6,6,, 5,67 7, ,66,6 5 Smyčkové proudy:, / 5 5 5/ ) ( ) (, ,5 5,75,75,75

7 Grfy: v této úloe se nesestrojují žádné grfy yhodnocení: Měřením výpočty jsme s prověřl nše teoretcké nlost řešení ovodů pomocí metod: Thevennovy věty, ulových npětí smyčkových proudů. Z jednotlvých metod měření vypočtených výsledku jsme jstl, že nměřené hodnoty se lší jen velce málo od hodnot spočtených potvrdl jsme, že teore odpovídá prktckému měření.