Лабораторная работа 2 исследование влияния сопротивления линии на напряжение нагрузки

Цель работы:

1. Экспериментально исследовать влияние сопротивления линии на на­пряжение нагрузки.

2. Ознакомиться с экспериментальным методом определения параметров приемников.

Оборудование и приборы: блок питания БП 4822-2, плата 1, резистор R₁ (имитирует сопротивление линии), сопротивление нагрузки R (состоит из по-следовательно включенных R₂ и R₃), вольтметр и амперметр.

Характеристика измерительных приборов стенда (табл. 1.1.).

Подготовка к работе

1. Изучить § 1.5; 1.6 [1], § 1.4, 21.2 [2].

2. Написать формулы для вычисления сопротивления всей цепи R, сопро­тивления нагрузки R_H, сопротивления введенной части регулировочного реостата Rbc, имитирующего сопротивление линии, мощности, потреб­ляемой нагрузкой Р_н и всей цепью Р, а также коэффициент полезного действия η.

3. Рассчитать для цепи (рис. 3.1.) пределы изменения напряжения и тока в приемнике при перемещении движка резистора с переменным сопротив­лением R₁ из положения а в с. Данные к расчету в табл. 3.1.

 

Таблица 3.1

Номер бригады	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U, B	110	220	110	220	110	220	110	220	110	220
R1, Ом	220	220	220	220	220	220	220	220	220	220
Rh,Om	900	800	700	600	500	900	800	700	600	500

4. Начертить схему (рис. З.1.).

5. Начертить таблицу для записи результатов измерений и вычислений (табл. 3.2.).

Рис. 3.1

Рабочее задание

1. Собрать схему (рис. 3.1).

2. Приготовить табл.3.2.

 

Номер опыта	Измерить				Вычислить
	U,    B	I, A	UH, В	R, Ом	Rh, Ом	Rbc, Ом	Р, Вт	Рн, Вт	η
1	15	0,085	15
2	15	0,07	12
3	15	0,06	10
4	15	0,045	15

3. Установить на блоке питания переключатель "ЛАТР" в положение "-0÷120В".

4. Подключить схему к клеммам "-0÷120В" приборного штатива. Устано­вить напряжение 10-15 В вращением ручки ЛАТР по часовой стрелке.

5. Изменяя сопротивление введенной части реостата Rbc от 0 до 220 Ом, выполнить четыре измерения тока I и напряжений U, Uh- Результаты измерений занести в табл. 3.2.

6. Рассчитать сопротивление всей цепи R, сопротивление нагрузки R_H и введенной части резистора Rbc, мощность, потребляемую нагрузкой Р_н и всей цепью Р, коэффициент полезного действия η. Результаты вычис­лений свести в табл. 3.2.

7. Построить графики зависимости U_Н=f(R_Bc), η⁼ f(Rвс)-

Контрольные вопросы

1. Как определить сопротивление участка цепи по показаниям приборов?

2. Как изменится мощность, потребляемая нагрузкой при увеличении (уменьшении) напряжения сети?

3. Чему равно допустимое отклонение напряжения от номинального на зажимах электродвигателей и приборов электроосвещения?

4. Назовите основные элементы электрической цепи.

 

5. Сформулировать законы Кирхгофа и Ома и объяснить на их основе, что произойдет в цепи (рис. 3.1) при перемещении движка из точки а в точку с с напряжением нагрузки.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ ПРИЕМНИКОВ

Цель работы:

1. Исследовать амплитудно-фазовые соотношения в цепи с последователь­ным соединением резистора и конденсатора.

2. Ознакомиться с экспериментальным методом определения параметров приемников.

Оборудование и приборы: блок питания БП 4822-2, плата 2, резистор R₁ батарея конденсаторов С₁÷Сз, амперметр переменного тока, вольтметр пере­менного тока.

Характеристика измерительных приборов стенда (табл. 1.1.).

Подготовка к работе

1. Изучить § 2.1, 2.3, 2.5, 2.8, 2.10, 2.11 [1] или § 2.1, 2.2, 2.3, 2.5,2.6 [2].

2. Начертить принципиальную схему (рис. 4.1 а) и схему замещения

(рис. 4.1 б).

3. Записать формулы по показаниям приборов для вычисления сопротив­лений элементов цепи R, Хс, полного сопротивления Z, полной S, ак­тивной Р, реактивной (емкостной) Q_c мощностей и коэффициента мощ­ности cosφ.

4. Рассчитать на участках цепи действующие значения тока I и напряжения U₁, U₂, потребляемые нагрузкой активную Р, емкостную Q_c мощности

для двух частот (f₁=50 Гц и f₂=100 Гц) при действующем значении на­пряжения источника U и параметрах цепи R, С (табл.4.1). 5. Начертить таблицу для записи результатов измерений и вычислений (табл. 4.2).

Таблица 4.1

Номер бригады	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U, B	50	100	150	150	200	220	220	220	220	220
R, Om	100	500	700	750	800	900	200	300	400	500
С, мкФ	4	6	8	12	8	6	4	8	12	4

Рабочее задание

1. Собрать схему согласно рис.4.1.

2. Приготовить табл. 4.2.

Таблица 4.2

Номер опыта		Измерить						Вычислить
	U, B	I, А	U1, B	U2, B	Z, Ом	R, Ом	Хс, Ом	С, мкФ	P, Вт	Qc, ВАр	S, ВА	cosφ
1	80	0,3	0,1	0,29
2	80	0,22	0,1	0,19
3	80	0,14	0,1	0,1

 

    3.Установить на блоке питания переключатель ЛАТР в положение

     "~0-250 В".

4.Подключить схему к клеммам "~0+250 В" приборного штатива.   Устано­вить напряжение U=200÷240 В вращением ручки ЛАТР по часовой стрелке.

5.Изменяя емкость конденсатора от С₁ до C₁+ С₂+ С₃, измерить напряже­ния U, U₁ U₂ и ток I на участках цепи. Результаты измерении

свести в табл. 4.2.

Рис. 4.1

6.Рассчитать полное Z, активное R, емкостное Хс сопротивления цепи, емкость С, активную Р, реактивную (емкостную) Q_C) полную S мощно­сти и коэффициент мощности cos φ. Результаты вычислений свести в табл. 4.2.

7.Начертить по результатам двух опытов векторные диаграммы напряже­ний и тока и треугольники сопротивлений в масштабе для этих режимов. Построить зависимость I=f(C).

Контрольные вопросы

1. Как по показаниям приборов (рис. 4.1) определить параметры элементов цепи?

2. Каков порядок построения векторной диаграммы для цепи (рис. 4.1)?

3. Что такое активная, реактивная и полная мощности. По каким формулам они рассчитываются и в каких единицах они выражаются?

4. Что называется коэффициентом мощности и какое влияние он оказывает на эффективность работы электроустановок?

5. Какие энергетические процессы протекают в последовательной цепи, содержащей R-и С-элементы?

6. Объясните, как найти угол φ сдвига фаз между током и напряжением?

7. Какие электрические процессы протекают в цепи с резистором и кон­денсатором, питаемой синусоидальным напряжением?

8. Дайте определение действующего значения синусоидально изменяю­щейся величины. Запишите соотношение между амплитудным и дейст­вующим значениями.

9. Каковы углы сдвига фаз между напряжениями R-, L-и С-элементов, включенных последовательно?

10. Как изменится ток в конденсаторе, если при неизменном действующем
значении напряжения на его обкладках будет изменяться угловая часто­
та?