2020-01-15
120
Электрические цепи с резистором, катушкой индуктивности и конденсатором.
Цель работы: приобретение навыков расчетов экспериментального исследования простейших электрических цепей переменного тока.
Расчетное задание.
Заданы последовательная и параллельная электрические цепи. Цепи составлены из элементов, исследованных в предыдущих лабораторных работах. Варианты состава элементов в этих цепях и положения переключателей элементов указаны в таблице 3.1. Численные значения параметров элементов следует взять из таблицы 1.4 лабораторной работы №1.
Для каждой из заданных цепей выполнить следующие пункты задания:
1. Нарисовать схемы электрических цепей и указать параметры их элементов.
2. Определить действующее значение входного тока.
3. Определить фазовый сдвиг между входным напряжением и током.
4. Определить действующие значения напряжений и токов всех элементов цепи.
5. Построить векторную диаграмму напряжений и токов всех элементов цепи.
|
|
|
6. Построить временные диаграммы входящего напряжения и тока
цепи.
7. Определить активную, реактивную и полную мощности, потребляемые электрической цепью.
Величиной действующего значения входного напряжения Uвх (положение, переключателя источника) и начальной фазой входного напряжения ψu следует задаться. При этом следует учесть, что действующее значение всех токов и напряжений в рассматриваемой цеп и должны удовлетворять следующим условиям:
| (3.1) |
1<U50В;
0.01<I <1 А.
Таблица 3.1.
Исходные данные для расчетного задания
| № Варианта | Положение переключателей элементов | |||||
| Последовательное соединение | Параллельное соединение | |||||
| Резистор | Катушка индуктив. | Конденсатор | Резистор | Катушка Индуктив. | Конденсатор | |
| 1 | - | 1 | 1 | 3 | - | 3 |
| 2 | 1 | - | 1 | 3 | 3 | - |
| 3 | 1 | 1 | - | 3 | - | 3 |
| 4 | 1 | - | 2 | - | 3 | 2 |
| 5 | - | 1 | 2 | 3 | - | 2 |
| 6 | 1 | - | 2 | 3 | 2 | - |
| 7 | 1 | 3 | - | 3 | - | 1 |
| 8 | 1 | - | 3 | - | 3 | 1 |
| 9 | - | 1 | 3 | 3 | - | 1 |
| 10 | 2 | - | 1 | 2 | 3 | - |
| 11 | 2 | 1 | - | 2 | - | 3 |
| 12 | 2 | - | 1 | - | 2 | 3 |
| 13 | - | 2 | 2 | 2 | - | 2 |
| 14 | 2 | - | 2 | 2 | 2 | - |
| 15 | 2 | 2 | - | 2 | - | 2 |
| 16 | 2 | - | 3 | - | 2 | 1 |
| 17 | - | 2 | 3 | 2 | - | 1 |
| 18 | 2 | - | 3 | 2 | 1 | - |
| 19 | 3 | 1 | - | 1 | - | 3 |
| 20 | 3 | - | 1 | - | 1 | 3 |
| 21 | - | 3 | 1 | 1 | - | 3 |
| 22 | 3 | - | 2 | 1 | 2 | - |
| 23 | 3 | 2 | - | 1 | - | 2 |
| 24 | 3 | - | 2 | - | 1 | 2 |
По результатам расчетов заполняются графы «Расчет» таблиц 3.2. и 3.3.
Таблица 3.2.
Результаты исследования последовательной цепи.
| Uвх, В | Iвх,A | U1,B | U2,B | P,Вт | Q,ВАр | S,BA | φ,град | |
| Расчет | ||||||||
| Эксперимент | ||||||||
| Погрешность |
Таблица 3.3.
|
|
|
Результаты исследования параллельной цепи.
| Uвх, В | Iвх,A | I1,B | I2,B | P,Вт | Q,ВАр | S,BA | φ,град | |
| Расчет | ||||||||
| Эксперимент | ||||||||
| Погрешность |
На лабораторном стенде собираются электрические цепи, которые
были рассчитаны в соответствии с вариантом расчетного задания.
Включаются электроизмерительные приборы для измерения тех величин
которые вошли в таблицы 3.1 и 3.2. Величины реактивной Q и полной S мощностей, а также угол φ вычисляются по результатам измерений:
|
|
По результатам:
|
|
- измерений напряжений, токов и активных мощностей
- вычислений по формулам (3.2) реактивных и полных мощностей и фазовых сдвигов заполняются графы "Эксперимент" в таблицах 3.2. и 3.3.
- Расхождения экспериментальных и расчетных данных оцениваются по формуле (2.1) и заносятся в графы “Погрешность" таблиц 3.2.и 3.3.
Лабораторная работа №5.
