Исследование электрической цепи переменного тока при последовательном соединении
Исследование
электрической цепи переменного тока при последовательном соединении.
Лабораторная
работа
Цель
работы
1. Проверить практически и уяснить,
какие физические явления происходят в цепи переменного тока.
2. Рассчитать параметры отдельных
элементов электрической цепи.
3. Построить по опытным данным векторные
диаграммы.
Теоретическое
обоснование
При подведении к зажимам последовательно
соединённых активного сопротивления R,
индуктивности L и ёмкости C
синусоидального напряжения U=UMsinWt и тока I=IMsin(Wt-U). Сдвиг фаз между напряжением и током определяется по формуле 
, где XL=2pfL, 
-
соответственно индуктивное и ёмкостное сопротивления.
Действующее значение тока в цепи можно
найти по закону Ома:
где 
- полное сопротивление цепи.
Если ХL>XC, то и U1>U2 - ток в этом случае отстаёт от напряжения в сети. В случае XL<XC и U1<U2 -
ток опережает напряжение. Когда X L=XC,
то U1 =U2 – ток и напряжение совпадают по фазе.
Для цепи с последовательным
соединением резистора, индуктивной катушки и конденсатора по измерянным
значениям напряжения UR,UC, UK, U, тока I и
активной мощности Р можно определить параметры цепи. Сопротивление резистора 
, ёмкостное сопротивление 
. Определив ХС и
зная промышленную частоту тока f = 50 Гц, можно найти мощность конденсатора 
Параметры катушки определяются из
формулы XL=2pfL
Определяем индуктивность катушки 
.
Оборудование:
Блок питания.
Стенд для измерения активного и
реактивного сопротивлений.
Щит приборный №1.
Ход
работы
Собрать схему, подключив приборы,
соединительными проводами.
Включив тумблер на стенде, подаём
напряжение на схему.
Ставим перемычку на дроссель, замеряем
напряжение на резисторе и конденсаторе.
Ставим перемычку на конденсатор,
замеряем напряжение на резисторе и дросселе.
Замеряем напряжение в схеме при
последовательном соединении резистора конденсатора и дросселя, на каждом
элементе.
Результаты опытов занести в таблицу,
схемы исследований
|
Данные изменений
|
Результаты измерений
|
|
I
|
U1
|
U2
|
Uобщ
|
Xc
|
R
|
Z
|
|
0,44
|
210
|
22
|
211
|
477,3
|
480
|
; 
; 
|
Данные изменений
|
Результаты измерений
|
|
I
|
U1
|
U2
|
Uобщ
|
XL
|
R
|
Z
|
|
0,42
|
210
|
632
|
666
|
1505
|
500
|
1586
|
Данные изменений
|
Результаты измерений
|
|
I
|
U1
|
U2
|
U3
|
Uобщ
|
XL
|
XC
|
R
|
Z
|
C
|
L
|
|
1
|
200
|
50
|
150
|
224
|
150
|
50
|
224
|
0,16
|
0,48
|
  ;  ;  ;  ;  ;
 ; 
Вывод
С помощью данной
лабораторной работы овладели навыками подключения простейших электрических схем
для переменного тока (активное, ёмкостное, индуктивное и реактивное
сопротивление), научились строить векторные диаграммы, пользоваться
измерительными приборами.
Ответы
на контрольные вопросы
Сдвиг фаз между током и
напряжением зависит от наличия в ней индуктивного и ёмкостного сопротивления.
В цепи переменного тока
полное сопротивление можно рассчитать, из треугольников сопротивлений, по
формулам:  ;  ;  .
Зная ёмкостное и индуктивное
сопротивления, частоту тока и силу тока ёмкость и индуктивность можно
определить по формулам:  ;
 .
Похожие работы на - Исследование электрической цепи переменного тока при последовательном соединении
|