1.1. Подготовить лабораторную установку к работе, для чего собрать схему, соответствующую рис. 3.1, представить для проверки преподавателю или лаборанту и с их разрешения подключить исследуемую цепь к источнику напряжения.
Рисунок 3.1 – Схема лабораторной установки
Если одна из нагрузочных ветвей содержит только резистор, ваттметр в эту ветвь можно не включать. Ветвь с конденсаторной батареей и амперметр А4 на этой стадии выполнения работы не подключать.
Установить на входе цепи величину напряжения, указанную преподавателем, записать показания приборов в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Измерения | Вычисления | |||||||||||||
U | I1 | I2 | P1 | P2 | P | I1a | I1p | I2a | I2p | IHa | IHp | IH | cosφ1 | cosφ2 |
B | A | A | Вт | Вт | Вт | A | A | A | A | A | A | A | ||
1.2. Рассчитать активные и реактивные составляющие токов ветвей в соответствии с известными соотношениями:
(3.1)
Рассчитать ток на входе цепи (ток нагрузки), определить его активную и реактивную составляющие:
, (3.2)
|
|
, (3.3)
, (3.4)
В случае, представленном на рис. 3.1, , поэтому
, .
Записать полученные данные в табл.3.1
1.3. По полученным в пп.1.1 и 1.2 данным построить в масштабе векторную диаграмму с отражением величин: . Векторная диаграмма строится на основании первого закона Кирхгофа:
.
Построение векторной диаграммы необходимо начинать с вектора напряжения, так как при параллельном соединении ветвей напряжение является общим для всех ветвей.
Векторная диаграмма наглядно показывает, что с увеличением сдвига фаз между токами параллельных ветвей результирующий ток в неразветвленной части цепи уменьшается (рис. 3.2).
1.4. Включить в неразветвленную часть цепи амперметр А4и сопоставить показания амперметра А4со значением токанагрузки , рассчитанным по формуле 3.3.
1.5. Рассчитать коэффициент мощности нагрузки, состоящей из двух параллельных ветвей, как отношение суммарной активной мощности к полной мощности на входе цепи:
, (3.5)
где – активная мощность нагрузки, – полная мощность на входе цепи, – активная мощность ветви 1, – активная мощность ветви 2 (измеряется ваттметром W), – ток нагрузки, рассчитанный по формуле 3.3 (должен быть равен току, измеренному амперметром А4), – напряжение на входе цепи (измеряется вольтметром V).
Рисунок3.2 – Векторные диаграммы
1.6. Указать в отчете по работе, при каком минимальном токе на входе исследуемой электрической цепи и при том же уровне напряжения U возможно преобразование энергии с условием PH= SH.
Пояснить экономическую целесообразность такого режима.