Порядок виконання роботи

1. Зібрати коло (мал. 10.1) для вимірювання індуктивності котушки та
показати його викладачу для перевірки.

2. Ввімкнути коло, встановити необхідну напругу. Виміряти напругу,
силу струму кожної секції та усієї котушки. Покази записати в таблицю 10.1.

 

Таблиця 10.1.

Об ̉̉єкт вимірювання	Із досліду	Із розрахунків
U, Β	Ι, А	Р, Вт	R, Ом	Z,Ом	ХL,Ом	L, Гн
Перша котушка Друга котушка

3. Зібрати коло (мал. 10.2) для вимірювання взаємної індуктивності по
методу узгодженого та зустрічного ввімкнення та показати його для
перевірки викладачу.

4. Виміряти напругу, силу струму та потужність двох котушок.
Результати записати в таблицю 10.2.

 

Таблиця 10.2

Узгоджене ввімкнення

Зустрічне ввімкнення

М. Гн

Із досліду

Із розрахунків

Із досліду

Із розрахунків

U, Β

Ι, А

Р,Вт

R, Ом

Z,Ом

ХL Ом

Lузг, Гн

U, Β

Ι, А

Р, Вт

R, Ом

Z, Ом

ХL Ом

Lзустр Гн

 

5.Поміняти затискачі ввімкнення другої котушки і повторити
вимірювання.

6.Зібрати коло (мал.10.3) для вимірювання взаємної індуктивності
котушок трансформатора і показати його викладачу для перевірки.

Результати записати в таблицю 10.3.

 

Таблиця 10.3.

Віміряні величини	Розрахувати
U1, (В)	I1, (В)	U2, (В)	M, (Гн)

 

 

Обробка результатів

 

1. За результатами вимірювань п.2 розрахувати індуктивність кожної котушки.

2. За результатам вимірювань п.4 і 5 розрахувати взаємну індуктивність

за методом узгодженого та зустрічного ввімкнення.

3. За результатами вимірювань п.7 розрахувати коефіцієнт взаємної

індуктивності за методом амперметра і вольтметра.

4. По лабораторній роботі зробити висновки відносно:
а) факторів, що впливають на індуктивність котушки;

б) факторів, що впливають на взаємну індуктивність двох котушок;

в) методів вимірювання коефіцієнтів самоіндукції і взаємної індуктивності.

Висновки записати в звіт.

 

Контрольні питання

1. Яка мета лабораторної роботи?

2. Яке ввімкнення котушок називають узгодженим, а яке зустрічним?

3. В чому заключається явище самоіндукції?

4. В чому заключається явище взаємної індукції?

5. Що таке індуктивність і від яких факторів вона залежить?

6. Що таке взаємна індуктивність, від чого вона залежить?

7. Як виміряти індуктивність методом ваттметра?

8. Як виміряти взаємну індуктивність метотодом узгодженого та
зустрічного ввімкнення?

9. Як виміряти взаємну індуктивність методом амперметра і
вольтметра?

Лабораторна робота № 11

Тема: ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ ЗМІННОГО СТРУМУ

ПРИ ПОСЛІДОВНОМУ З’ЄДНАННІ АКТИВНИХ ТА

РЕАКТИВНИХ ЕЛЕМЕНТІВ.

Р обоче місце: Лабораторія ТОЕ.

Тривалість заняття: 90 хв.

Мета роботи: вивчити нерозгалужене коло змінного струму з активним та реактивним опором, побудувати векторні діаграми та трикутники напруги, опорів та потужностей.

Прилади та обладнання.

Назва приладів та обладнання	Тип	Кількість	Технічні характеристики
ЛАТР
Вольтметр
Амперметр
Ватметр
Батарея конденсаторів
Котушка індуктивності

Теоретичні відомості

 

1) У колі що містить активний опір і індуктивність, вектор активної напруги випереджає струм на кут 90⁰ (мал.11.1, а)

 

Мал. 11.1. Векторні діаграми і трикутники опорів і потужностей для кола змінного струму з послідовним з'єднанням активного і індуктивного елементів.

 

Повна напруга рівна геометричній сумі напруг на окремих ділянках:

 

і випереджає вектор струму на кут φ.

 

 

Повний опір кола:

містить активну і індуктивну складову: R = U_R / I, X_L = U_L / I.

Повна потужність ланцюга:

 

Де P = U_R I – активна потужність;

Q_L – індуктивна потужність.

 

Застосовуючи формулу закону Ома, можна записати формули для розрахунку потужностей:

S = I² Z = U² / Z

P = I² R = U²_R / R = I U_R

Q_L = I² X_L = U²_L / X_L = I U_L

 

На основі векторної діаграми можна побудувати трикутники напруг, опорів і потужностей (див. мал. 11.1,б, в, г).Всі ці трикутники подібні, причому у протилежність трикутникам напруг трикутники потужностей і опорів складаються з відрізків, а не з векторів, оскільки опори і потужності – скалярні величини.

Силу струму в колі можна визначити за формулою:

2) У колі, що містить активний опір і ємність, векторна діаграма і трикутники напруг, опорів і потужностей матимуть негативний кут φ, тобто вектор струму випереджатиме вектор напруги (мал. 11.2, а).

Мал. 11.2. Векторні діаграми і трикутники опорів і потужностей для кола з послідовним з'єднанням активного і ємнісного елементів

 

Розглянувши трикутники напруг, опорів і потужностей (див. мал. 11.2, б,в,г), можна записати формули для кола, що містить активний опір і ємність:

 

 

 

Реактивний ємнісний опір: X_C = 1/2πƒC.

3) Величину кута φ визначають з прямокутних трикутників, розглянутих раніше, за формулами:

Sinφ = U_P / U = X / Z = Q / S,

Cosφ = U_R / U = R /Z = P / S,

tgφ = U_P / U_R = X / R = Q / P,

де U_P, X, Q – реактивні напруга, опір і потужність.

Останні формули дозволяють зв'язати активний і реактивний опори, напруг і потужності за допомогою тригонометричних функцій:

R = Z cosφ; X = Z sinφ; U_R = U cosφ;

U_P = U sinφ; P = S cosφ; Q = S sinφ.

Особливе значення має Cosφ, який називається коефіцієнтом потужності і входить в формулу активної потужності: P = U I cosφ.

 

Живлення від джерела регульованої змінної напруги.

Мал. 11. 3Схема для вивчення послідовного з’єднання активного і реактивного елементів.