- •Міністерство освіти україни
- •Теоретичні основи електротехніки
- •Вінниця 2002
- •Правила виконання лабораторних робіт з теоретичних основ електротехніки
- •Лабораторна робота №1
- •Правила
- •Техніки безпеки виконання лабораторних робіт
- •В лабораторіях кафедри теоритичних основ
- •Електротехніки
- •Опис лабораторного обладнання Лабораторний стенд постійного струму являє собою універсальну установку, яка живиться від двох акумуляторів.
- •Теоретичні положення
- •Порядок виконання роботи
- •Обробка результатів дослідження
- •Лабораторна робота №2
- •Теоретичні положення
- •Порядок виконання роботи
- •Обробка результатів досліду
- •Лабораторна робота №3
- •Теоретичні положення
- •Зауважимо, що в кожний незалежний контур ввійшла вітка, в якій тече один контурний струм.
- •Порядок виконання роботи
- •Обробка результатів досліду
- •Лабораторна робота №4
- •Теоретичні положення
- •Порядок виконання роботи
- •Обробка результатів досліду
- •Лабораторна робота №5
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Обробка результатів дослідів
- •Лабораторна робота №6
- •Теоретичні положення
- •З (6.4) та (6.5) маємо вирази:
- •Які свідчать, що r, I z зв’язані між собою як сторони прямокутного трикутника (мал.6.2), який називається трикутником опорів.
- •Порядок виконання роботи
- •Обробка результатів досліду
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №7
- •Т еоретичні положення
- •Порядок виконання роботи
- •Обробка результатів екперименту
- •Порядок виконяння роботи
- •Обробка результатів досліду
- •Порядок виконання роботи
- •Обробка результатів досліду
- •Порядок виконання роботи
- •Обробка результатів експерименту
- •Контрольні питання
- •Література:
- •Література
Обробка результатів дослідів
1. За даними досліду п.2 обчислити внутрішній (вхідний) опір еквівалентного генератора rекв та порівняти його із знайденим в досліді п.4 вхідним опором пасивного двополюсника.
2. За виміряним в п.5 ЕРС і опорам кола (див. мал.5.3) розрахувати величини Uxx, Ікз , І3 і rвх .Результати занести в табл.5.1.
3. Зробити висновки по роботі.
Література:
[ 1, c.180; 2, c.56; 3, c.83; 4, c.239; 5, c.96 ].
Лабораторна робота №6
ПРОСТІ КОЛА ЗМІННОГО СТРУМУ
Мета роботи: визначити активні, реактивні і повні опори і провідності, кути зсуву фаз, перевірити баланс потужностей, побудувати векторні діаграми.
Теоретичні положення
При проходженні синусоїдного струму i=Іmsint через коло r, L, C (мал.6.1), згідно з другим законом Кірхгофа, миттєве значення напруги на вході кола
u=ur+uL+uc (6.1)
Напруга
ur
співпадає
по фазі з струмом i,
uL
випереджує
його на кут π/2, а напруга uC
відстає
від струму на кут π/2.Тому

Мал. 6.1
Величина,
що входить до рівняння (6.2) –
є реактивний опір кола. В залежності
від співвідношення між ω, L
і C реактивний
опір може бути додатнім (при
)
і від’ємним (при
).
Якщо
>0,
коло має індуктивний характер, якщо
<0–ємнісний.
Формулу (6.2) можна переписати в такому вигляді:
,
(6.3)
звідки
,
(6.4)
.
(6.5)
З (6.4) маємо вираз, аналогічний закону Ома:
Um=zIm. (6.6)
Поділимо
обидві частини на
і отримаємо вираз для діючих значень
U=zI, (6.7)
де
z=![]()
–
повний опір послідовно з’єднаних r i
.
З (6.4) та (6.5) маємо вирази:
r=z
cosφ ,
=z
sinφ , (6.8)
Які свідчать, що r, I z зв’язані між собою як сторони прямокутного трикутника (мал.6.2), який називається трикутником опорів.

М
ал.
6.2
М
ал.
6.3 Мал. 6.4
З
порівняння виразів u=Umsin(ωt+φ)
i i=
Imsinωt
видно, що при індуктивному характері
кола (φ>0) напруга, прикладена до кола,
випереджує струм на кут φ (мал.6.3), а при
ємнісному відстає від нього (мал.6.4). При
паралельному з’єднанні елементів r,
L,
C
(мал.6.5.) зручно оперувати провідностями:
активною g,
реактивною b
та повною у, при чому
Так
само, як і опори, провідності створюють
трикутник провідностей (мал.6.6). На
ділянці кола, яка складається з послідовно
з’єднаних опорів r
i
(індуктивного або ємнісного), існують
слідуючі співвідношен ня між опорами
та провідностями:
![]()
(6.9)

Мал. 6.5 Мал. 6.6
Процеси в колах синусоїдного струму з енергетичної сторони обумовлюються активною Р, реактивною Q, та повною S потужностями.
Активна потужність чисельно дорівнює середній за період швидкості надходження енергії в коло:
.
(6.10)
З врахуванням (6.6 – 6.8) отримаємо Р=І2r [Вт].
Реактивна потужність Q=UIsinφ [ВАр] . (6.11)
Повна потужність S=UI [ВА].
Звідси S2=P2+Q2.
Баланс потужностей заснований на законі збереження енергії. Суть його в тому, що сума активних потужностей джерел в колі дорівнює сумі активних потужностей приймачів, а сума реактивних потужностей джерел дорівнює сумі реактивних потужностей приймачів кола.
Синусоїдні функції часу можна зобразити векторами , що обертаються зі швидкістю ω проти годинникової стрілки, проекції яких на вертикальну вісь (при врахуванні кута від горизонталі) дорівнюють миттєвим значенням синусоїдних функцій.
Сукупність векторів напруг та струм в колі називають векторною діаграмою.

Мал. 6.7
На
мал.6.7 показана векторна діаграма
послідовного r,
L,
С
кола (мал.6.1), побудованого для діючих
значень напруг і струмів для випадку
L>
C
.
Вектор струму І розташований горизонтально,
тобто його початкова фаза прийнята
рівною нулю. З напрямком вектору струму
співпадає напрямок вектору напруги
Ur=Ir.
Вектор напруги на індуктивності UL=I
L
випереджує
вектор струму на кут 900,
а на ємності відстає на кут 900.
Сума векторів напруг
Ur,
UL,
Uc
дає
вектор напруги на вході кола U,
який випереджє вектор струму І на кут
φ.
Для
розгалуженого кола (мал.6.8) за відомими
в результаті розрахунку
струмами i,
i1,
i2
побудову
векторної діаграми краще починати з
побудови променевої діаграми струмів
(мал.6.9). Потім по напрямку вектора струму
І відкладають вектор напруги Uаb=Irс
, перпендикулярно до нього (в бік
відставання)– вектор напруги Uвс=I
с
. До отриманої суми векторів напруг Uаb
і Ubс
додаємо (намагаючись обійти контур
а-b-с-d-е-а),
направлений по вектору струму І2
вектор напруги Ucd=I2rL
і перпендикулярного йому вектора напруги
Udе=
I2
L.
Сума векторів напруг Uаb
, Ubс
, Ucd
, Ude
згідно другому закону Кірхгофа дає
вектор вхідної напруги U.
Мал. 6.8 Мал. 6.9
