Порядок виконання роботи

 

1) Зібрати коло (мал. 11.3) і показати його викладачу для перевірки.

2) Ввімкнути коло, встановити необхідну напругу. При двох - трьох різних

значеннях активного опору зміряти силу струму, напругу і активну

потужність ланцюга. Результати записати в табл. 11.1.

3) Замінити котушку на батарею конденсаторів і повторить дослід. Результати

записати в табл. 11.2.

 

 

Таблиця 11.1.

З дослідів

З розрахунків

U (В)

I (А)

P (Вт)

Z (Ом)

R (Ом)

X (Ом)

L (Гн)

Cosφ

Sinφ

φ

UR (В)

UL (В)

S (ВА)

QL (Вар)

 

Таблиця 11.2

З дослідів

З розрахунків

U (В)

I (А)

P (Вт)

Z (Ом)

R (Ом)

X (Ом)

С (мкФ)

Cosφ

Sinφ

φ

UR (В)

UС (В)

S (ВА)

QС (Вар)

 

 

Обробка результатів дослідів

 

1) За результатами дослідів розрахувати напруги, опори, індуктивність, ємність,

потужності, кут φ і його тригонометричні функції. Результати записати в

табл. 11.1 і 11.2

2) З врахуванням масштабів побудувати векторну діаграму діючих значень

струму і напруги для досліджуваного кола.

3) З врахуванням масштабів побудувати трикутники опорів і потужностей.

4) По лабораторній роботі зробити висновки відносно:

- характеру зміни опорів, сили струму, потужностей, кута φ, cosφ і sinφ при

зміні активного опору реостата.

 

Контрольні питання:

 

1) Яка мета лабораторної роботи?

2) Зобразіть векторні діаграми для активно-індуктивного і активно-ємкісного навантажень.

3) Як розрахувати повний опір, якщо відомі активний і індуктивний опори, сполучені послідовно?

4) Запишіть формули для розрахунку активної потужності в ланцюзі з активно-індуктивним навантаженням.

5) Запишіть формули для розрахунку реактивної потужності в ланцюзі з активно-ємкісним навантаженням.

 

6) Зобразіть трикутники напруги, опорів і потужностей для ланцюга з активно-ємкісним навантаженням. Чим вони відрізняються від трикутників для активно-індуктивного навантаження?

7) Запишіть формули для розрахунку косинуса кута зрушення фаз між векторами напруги і струму.

8) Запишіть формули для розрахунку сили струму в ланцюзі, що містить реальну котушку, реальний конденсатор.

9) Які особливості енергетичних процесів в ланцюзі з реальною котушкою?

10) Які особливості енергетичних процесів в ланцюзі з реальним конденсатором?

 

Лабораторна робота № 12

Тема: ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ ЗМІННОГО СТРУМУ

ПРИ ПАРАЛЕЛЬНОМУ З’ЄДНАННІ АКТИВНИХ ТА

РЕАКТИВНИХ ЕЛЕМЕНТІВ.

Робоче місце: Лабораторія ТОЕ.

Тривалість заняття: 90 хв.

Мета роботи: вивчити розгалужене 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

 

 

Мал. 12. 1Схема для вивчення паралельного з’єднання активного і реактивного елементів.

 

1) Розглянемо розгалужене коло, що містить активний опір і індуктивність (мал. 12), включений в мережу змінного струму. У колі виникають три струми: І - в нерозгалуженій частині (загальний струм), І₁= І_R - в гілці з резистором (активний струм), І₂ = І_L - в гілці з індуктивністю(індуктивний струм). Вважаємо, що котушка ідеальна і не має активним опором.

 

 

Загальний струм рівний геометричній сумі двох струмів (мал. 12.1):

 

Де I_G і I_L – активна і індуктивна складові

вектора загального струму, який відстає від вектора напруги на кут φ, φ > 0.

Повна провідність цього кола

Де G = 1 / R = I_R / U – повна провідність першої гілки; B_L = 1 / X_L = I_L / U – індуктивна провідність другої гілки.

Потужності цього ланцюга можна записати так:

P = U I_G Q_L = U I_L

2) У розгалуженому колі, що містить активний опір і ємність, вектор загального струму випереджає вектор напруги на кут φ, тобто φ < 0 (мал. 13).

Для неї аналогічно попередньому ланцюгу можна записати:

Кут φ визначається по тригонометричним функціям:

Sinφ = I_P / I = B / Y = Q / S;

Cosφ = I_G / I = G / Y = P / S;

tgφ = I_P / I_G = B / G = Q / P,

де I_P, B, Q – реактивний струм, провідність, потужність другої гілки. Останні формули дозволяють виразити активну і реактивну провідність, струми і

 

потужності через тригонометричні функції:

G = Y cos φ, I_G = I cos φ, P = S cos φ,

B = Y sin φ, I_P = I sin φ, Q = S sin φ.