Лабораторная работа №7 «электрическая цепь переменного тока с последовательным соединением элементов»

Цель работы: приобретение навыков сборки простых электрических цепей, измерение напряжений на отдельных участках цепи, изучение свойств цепей при последовательном соединении активных и реактивных элементов, знакомство с явлением резонанса напряжений, построение векторных диаграмм.

Порядок проведения эксперимента:

В работе используются:

 модули: «Источник питания», «Измеритель мощности», «Нелинейные и реактивные элементы», «Мультиметры», «Сопротивления добавочные»;

1. Собрать электрическую цепь (рисунок 1). Установить в соответствии с вариантом (таблица 1) значения сопротивления резистора R1 и емкость конденсатора С.

Рисунок 1 –Исследование электрической цепи переменного тока с последовательным соединением элементов

Таблица 1

данные
R1, Ом
С, мкФ

2. Подсоединить параллельно конденсатору С дополнительный проводник (исключив этим конденсатор из цепи). Предъявить схему для проверки преподавателю.

3. Включить питание модулей стенда и произвести измерения указанных в таблице 2. величин в цепи с последовательным соединением резистора R1 и катушки LK. Перед измерением напряжения перевести измеритель напряжения в режим измерения переменного напряжения «~». Результаты измерений занести в таблицу 2.

4. Выключить электропитание модулей стенда, подсоединить параллельно катушке LK дополнительный проводник (исключив этим катушку из цепи). Предъявить схему для проверки преподавателю.

5. Включить электропитание модулей стенда и произвести измерения, указанных в таблице 2, величин для цепи с последовательным соединением резистора R1 и конденсатора XC. Результаты измерений занести в таблицу 2. Выключить электропитание модулей стенда, убрать дополнительный проводник.

Таблица 2

	Измерено						Вычислено
	U, B	I, A	U_R, B	U_K, B	U_C, B	Р, Вт	сosϕ	ϕ
ZK, R1					-
R1, XC				-
R1, LK, XC1
R1, LK, XC2
R1, LK, XC3

6. В цепи с последовательным соединением резистора R1, катушки LK и конденсатора C, изменяя величину емкости конденсатора С с помощью галетного переключателя модуля реактивных элементов, добиться наибольшего показания амперметра, то есть обеспечить состояние цепи близкое к резонансу напряжений. Результаты измерений занести в таблицу 2.

7. Уменьшая и увеличивая величину емкости конденсатора С (от резонансного значения) добиться существенного изменения величины тока и провести измерения указанных в таблице величин для двух новых состояний цепи. Результаты измерений занести в таблицу 2. Выключить электропитание модулей стенда.

8. Для цепи с последовательным соединением трех элементов (R1, LK, C) по результатам измерений определить полную мощность цепи S, активные мощности резистора и катушки индуктивности P_R и P_K, а также полное Z, активное R и реактивное X сопротивления всей цепи. Результаты расчета занести в таблицу 3.

Таблица 3

S, ВА	P_R, Вт	P_K, Вт	Q_K, ВАр	Q_C, ВАр	R, Ом	X, Ом	Z, Ом

S =

P_R =

P_K=

Q_K =

R =

X =

Z =

9. По результатам измерений для исследованных цепей вычислить значение коэффициента мощности сosϕ и угла сдвига фаз, построить в масштабе векторные диаграммы и объяснить их различие.

сosϕ =

ϕ =