- •Часть 1
- •Предисловие
- •Общие указания
- •Домашняя подготовка к выполнению лабораторной работы
- •Методика выполнения лабораторной работы
- •Оформление отчета
- •Сдача зачета
- •Кафедра «Теоретическая и общая электротехника»
- •Анализ простых электрических цепей постоянного тока и проверка законов кирхгофа
- •Краткие теоретические сведения
- •I часть исследование простых цепей постоянного тока
- •Последовательное соединение резистивных элементов
- •Параллельное соединение резистивных элементов
- •Смешанное соединение резистивных элементов
- •II часть исследование сложной электрической цепи постоянного тока
- •4. Проверить соблюдение первого закона Кирхгофа, например для узла к и расставить действительные направления токов в ветвях.
- •Резонанс напряжений
- •Краткие теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Объяснить энергетический смысл коэффициента мощности cosφ и его отличие от кпд (η).
- •Задание для уирс
- •Список литературы
- •Исследование резонанса токов
- •Краткие теоретические сведения
- •Подготовка к выполнению работы
- •Порядок выполнения работы
- •1. Экспериментальная часть
- •2. Расчетная часть
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Преимущества трехфазных электрических цепей
- •Основные соотношения
- •Подготовка к выполнению работы
- •Порядок выполнения работы
- •Экспериментальная часть
- •Расчетная часть
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
Порядок выполнения работы
1.Собрать цепь по схеме (рис.2.3а), в которую входит резистор, катушка индуктивности (номер катушки совпадает с номером бригады) с индуктивностью L- 0,2 -0,3 Гн, магазин емкостей С= 0 - 99 мкФ, амперметр электромагнитной системы с пределом измерения до 2 ÷2,5 А, ваттметр с токовой обмоткой на 1 ÷2 А.
Параметры катушек даны в табл.2.1.
Таблица 2.1
Номер бригады |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Номер катушки |
1 |
2 |
11 |
4 |
5 |
12 |
7 |
8 |
9 |
10 |
L,г |
0,243 |
0,241 |
0,215 |
0,25 |
0,24 |
0,25 |
0,245 |
0,247 |
0,243 |
0,25 |
RK, Ом |
12,5 |
12,5 |
13,2 |
10,2 |
12,5 |
12,5 |
12,3 |
12,5 |
12,4 |
9,7 |
а) б)
Рис 2.3 а) схема лабораторных испытаний; б) схема включения ваттметра.
В таблице 2.1 известны параметры катушки L и RK. Угловая частота напряжения сети:
индуктивное
сопротивление:
Активное
сопротивление контура:
2.
Рассчитать резонансную емкость
по формуле:
3. Рассчитать значение тока при резонансе:
По этому значению тока выбрать пределы измерительных приборов (амперметра и ваттметра ).
Изменяя емкость от 0 до 90 мкФ через 10 мкФ (в том числе и при С = Срез) произвести замеры тока, напряжений и мощности. Результаты измерений занести в табл.2.2. После резонансной емкости выполнить не менее 3-х измерений.
Рассчитать
для
различных значений
С
(см. табл.2.2).Построить резонансные кривые в функции емкости:
а)
;б)
При резонансной ёмкости
,переключая концы обмотки напряжения
ваттметра как показано на рис.2.3.а,
измерить мощности расходуемые на
резисторе R,
на конденсаторе и катушке индуктивности
и проверить соблюдение баланса по
активной мощности. На основании этих
данных рассчитать активные сопротивления
резистора, катушки и конденсатора.Параллельно катушке индуктивности включить резистор сопротивлением 15 Ом и экспериментально, путем изменения ёмкости конденсатора, добиться режима резонанса напряжения С’рез и данные занести в табл.2.2.
Методом засечек построить векторные диаграммы тока и напряжений для режимов до резонанса, в момент резонанса и после резонанса.
Рекомендации:
При
построении векторной диаграммы за
исходный выбирается вектор тока. Вектор
падения напряжения на резисторе R
в соответствующем масштабе откладывается
по току. Так как считаем конденсатор
идеальным, то напряжение
откладываем из конца вектора
под
углом 90° в сторону отставания, из конца
вектора
радиусом окружности
циркулем
проводим дугу в сторону опережения
тока (влево), а из начала вектора
циркулем проводим дугу радиусом
напряжения источника
,
соединив точку пересечения двух дуг с
началом вектора
и концом вектора
,получим векторную диаграмму,
соответствующую уравнению:
Пример
построения векторной диаграммы методом
засечек при условии
приведен
на рис.2.4
Рис.2.4
где
-угол сдвига фаз напряжения катушки
относительно тока ветви.
Таблица 2.2
Результаты опытов |
Результаты расчётов |
|||||||||||||
№ |
C, мкФ |
U, В |
UR, В |
UC, В |
UK, В |
I, A |
P, Вт |
UL, В |
XL, Ом |
XС,Ом |
r, Ом |
Z, Ом |
φ |
cosφ |
1
10 |
0 … Срез… 90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С’рез |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Реальная катушка обладает и активным сопротивлением, поэтому
сдвиг
по фазе
между
векторами
и
меньше 90° (φК<90°).
