Лабораторная работа 4

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ИНДУКТИВНОЙ КАТУШКИ В ЦЕПЯХ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

Цель работы:

1. Научиться по экспериментальным данным определять параметры ин­дуктивной катушки в цепях переменного тока.

2. Исследовать амплитудно-фазовые соотношения в цепи с последователь­ным соединением сопротивления и индуктивности.

Оборудование и приборы: блок питания БП 4822-2, плата 2, индуктивная катушка L₁ со стальным сердечником, ваттметр, амперметр и вольтметр пере­менного тока.

 

Характеристика измерительных приборов стенда (табл. 1.1).

Подготовка к работе

1. Изучить § 2.11, 2.14 [1] или § 2.3, 2.4, 2.6 [2].

2. Начертить принципиальную схему (рис. 5.1 а) и схему замещения
(рис. 5.1 б).

3. Записать формулы по показаниям приборов для вычисления полного
сопротивления цепи Z, активного R и реактивного (индуктивного) со­
противления X_L, индуктивности L, активной U_r и  индуктивной U_l. со­
ставляющей напряжения, полной S, реактивной (индуктивной) Q_L мощ­
ностей и коэффициента мощности cosφ.

4. Рассчитать показание ваттметра (рис. 5.1 а) для двух частот (f₁=50 Гц, f₂=400 Гц) при известных параметрах R и L индуктивной катушки, под­ключенной к источнику напряжением U. Данные к расчету в табл. 5.1.

5. Начертить табл. 5.2 для записи результатов измерений и вычислений.

Таблица 5.1

Номер бригады	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U, B	150	110	180	210	200	220	120	240	220	220
R,Om	300	500	700	750	800	900	200	300	400	500
L, Гн	0,6	0,8	0,5	1,2	0,9	1,6	0,4	0,7	1,2	1,4

Рабочее задание

1. Собрать цепь согласно схеме (рис.5.1).

2. Приготовить табл. 5.2.

3. Установить переключатель ЛАТР блока питания в положение
"~0-250 В".

 

Рис. 5.1

Таблица 5.2

 

Номер опыта	Измерить						Вычислить
	U, B	I, A	P, Вт	Z, Ом	R, Ом	XL, Ом	L, Гн	UR, B	UL, B	QL, BАр	S, BA	cosφ
1	115	0,26	22
2	115	0,13	7
3	115	0,08	4

4.  Подключить схему к клеммам "~0-250 В". Включить блок питания и установить напряжение источника U= 110÷440 В вращением ручки ЛАТР по часовой стрелке.

5. Изменяя положение сердечника в катушке, измерить ток I, напряжение U, активную мощность Р цепи. Данные измерений занести в табл. 5.2 для трех режимов:

-сердечник вынут;

- сердечник полностью вставлен;

- сердечник занимает такое положение, при котором амперметр показы­вает среднее значение между двумя предыдущими показаниями. Изменение положения сердечника в катушке влечет за собой измене­ние индуктивности L и сопротивления Xl.

6. Вычислить по результатам измерений полное Z, активное R, реактивное
(индуктивное) X_L сопротивления, индуктивность L, активную Ur и ин­
дуктивную Ul составляющие напряжения, полную S, реактивную (ин­
дуктивную) Q_L мощности и коэффициент мощности cos φ. Результаты
вычислений свести в табл. 5.2.

Показания ваттметра умножать на 0,1.

7. По результатам эксперимента для двух режимов начертить:

- векторную диаграмму напряжений и тока;

- треугольники сопротивлений и мощностей;

- кривые изменения I=f(L), cosφ.

Контрольные вопросы

1. Какими параметрами характеризуются синусоидальный ток, напряжение и эдс?

2. Какие электромагнитные процессы протекают в цепи с индуктивностью, питаемой синусоидальным напряжением?

3. Какая существует связь между активной Р, реактивной Q и полной S мощностями и в каких единицах они выражаются?

4. Какое влияние оказывает коэффициент мощности cos φна эффектив­ность работы электроустановок?

5. Как по показаниям приборов (рис. 5.1) определить параметры индуктив­ной катушки?

6. Как связаны по фазе напряжение и ток на сопротивлении R и индуктив­ности L?

7. Можно ли индуктивную катушку, предназначенную для работы в цепи переменного тока, включить в цепь постоянного тока, сохранив при этом значение подводимого к ней напряжения равным номинальному?

8. Качественно начертить векторную! диаграмму напряжений и тока, тре­угольник сопротивлений и мощностей для одного из режимов цепи с индуктивной катушкой.

9. Как по записи мгновенного значения синусоидальной величины найти ее максимальное, действующее и среднее значение?

10. Как зависит от частоты питающей сети индуктивное сопротивление ка­тушки?