4.3.Краткое описание лабораторного стенда

Для выполнения лабораторной работы №4 используется следующее оборудование стенда НТЦ-01:

- автотрансформатор TV2 – служит источником питания исследуемой цепи. Величина напряжения регулируется с помощью переключателя ЛАТР, TV2,

-тумблер включения автотрансформатора TV2 (SA3);

-испытуемая катушка индуктивности (L1);

-испытуемый конденсатор переменной ёмкости (С11, с пошаговым изменением величины).

Измерения параметров производятся следующими приборами:

-ваттметром активной мощности испытуемой схемы (PW2).

При показаниях менее 150вт измерения производить с нажатой кнопкой “600вт/150вт”,

-амперметром (РА1). При токе менее 0,5А измерения производить с нажатой кнопкой ”2A/0,5A”;

-вольтметром (PV3). Измеряет входное напряжение испытуемой схемы.

4.4. Порядок подготовки и выполнения работы.

ВНИМАНИЕ! При выполнении данной и всех последующих работ все выключатели неиспользуемые в работе должны быть выключены.

ВНИМАНИЕ! Тумблер SA4 должен находиться в выключенном положении (рычажок – внизу).

4.4.1. Подготовка к работе осуществляется заблаговременно с использованием специальной компьютерной программы CiberLab- E (с учетом содержания раздела 4.2 данного лабораторного практикума). При этом ответы на контрольные вопросы должны базироваться на содержании соответствующих разделов используемой специальной программы.

4.4.2. Собрать на стенде схему (рис.4.6). Для расчета параметров схемы замещения катушки индуктивности Ll, в номинальном режиме работы /Iн = 1А/, определить:

- напряжение U_PV3 на катушке индуктивности L1;

- мощность Р_PW2 на активном сопротивлении катушки и добавочном активном сопротивлении R17.

С этой целью последовательно выполнить следующие операции:

- переключатель диапазонов TV2 установить в положение «100<-0»;

- переключатель величины напряжения установить в положение «0в»;

- подать напряжение в цепь (включить тумблер SA3);

- с помощью переключателя ЛАТР, TV2 установить по прибору РА1 номинальный ток в цепи IH = 1А;

- с помощью вольтметра PV3 измерить напряжение U на катушке индуктивности L1; - с помощью ваттметра PW2 измерить мощность Р на активном сопротивлении катушки и добавочном активном сопротивлении R17 цепи (при исправном оборудовании стенда измеренная мощность должна быть более 47 Вт);

- тумблер SA3 установить в положение «Выкл.»;

- разобрать схему (рис. 4.6);

- результаты измерений внести в таблицу 4.1.

Таблица 4.1.

IPA1,А	РPW2,Вт	UPV3,В	RΣ,Ом	ZΣ,Ом	Xk1,Ом	Zk1,Ом	Rk1,Ом	L,Гн
1

4.4.3. Последовательно увеличивая с помощью переключателей величину ёмкости конденсатора С11 (с 16мкф до 63мкф), снять зависимость I = F(C11). Результаты внести в таблицу 4.2.

Таблица 4.2.

C11,мкФ	16	24	28	32	36	40	48	56	63
I,А
cos
UC11,В
UL1,В

Собрать схему согласно рис. 4.7. Перед началом работы тумблеры SA2,SA3,SA5,SA6 и SA16 должны быть установлены в положение «выкл.» (нижнее положение). Тумблер переключения диапазона TV2 в нижнем положении(шкала «100В–0» В). Переключатель ЛАТР, TV2 должен быть установлен в положение «0»В.

Подать напряжение в цепь (включить тумблер SA3). Установить переключатель ЛАТР, TV2 в положение 60В (по шкале «100В–0» В). Изменяя величину емкости (с помощью переключателей конденсатора С11) и считывая показания приборов РА1(I),PV2(U_C11) и PV3(U_L1), внести их в таблицу 4.2.

4.4.4. Используя значения тока, напряжения и мощности (IH_, U и P)_, измеренные в п.4.4.2, рассчитать значения параметров катушки индуктивности по формулам (1 – 6). Результаты расчёта внести в таблицу 4.1.

4.4.5. Для каждого значения ёмкости конденсатора С11 в исследуемой цепи по формуле (12) рассчитать коэффициент мощности cos. Результаты внести в таблицу 4.2. Значения величин активного R_Σ и индуктивного сопротивлений X_k1 взять по результатам расчёта (п.4.4.4.). Величину емкостного X_С11 сопротивления рассчитать по формуле (7).

4.4.6. Используя параметры схемы замещения катушки индуктивности, по формуле (8) определить величину емкости конденсатора С11(С11рез), при которой в цепи наступает резонанс напряжений.

4.4.7. Для одного из режимов работы цепи построить векторную диаграмму напряжений и тока.

4.4.8. Сделать выводы по работе, в которых указываются полученные значения:

- реактивных сопротивлений при последовательном резонансе, - минимальное значение сопротивления цепи;

- напряжение на конденсаторе С11 при резонансе напряжений;

- параметры схем замещения катушки индуктивности с магнитопроводом;

- характеризуются (поясняется) векторная диаграмма и режимы (до резонанса напряжений, при резонансе и после резонанса напряжений) исследованной электрической цепи.

4.4.11. Контрольные вопросы:

- основные понятия переменного тока (мгновенные и действующие значения напряжения, тока. Мощности (полная (кажущаяся), активная, реактивная); сдвиг по фазе () между током и напряжением; фаза; начальная фаза; коэффициент мощности (соs); период; частота; угловая скорость (угловая частота);

-понятия активного, реактивного и полного сопротивлений. Зависимость X_L и X_с от частоты. Треугольники сопротивлений, напряжений и токов;

-значение резонанса напряжений в радиотехнике.

Примечание: Расчеты значений параметров исследуемой электрической цепи (по п.п.4.4.4, 4.4.5, 4.4.6, 4.4.7, 4.4.8) и построение векторной диаграммы производится при оформлении отчёта по лабораторной работе и подготовке к её защите.

Литература:

1. И.И. Иванов, А.Ф.Лукин, Г.И.Соловьёв. Электротехника.

Санкт-Петербург, 2002г.

2. А.С. Касаткин, М.В.Немцов. Электротехника.

Энергоатомиздат, 1983г.

3. Л. А. Бессонов Теоретические основы электротехники.

Высшая школа, 1996г.

4. Л. А. Бессонов Сборник задач по теоретическим основам

электротехники.

Высшая школа, 1996г.

5. Ю. М. Борисов Электротехника.

Энергоатомиздат, 1985г.