ТЕК л.р / 3.4 Дослідження єлєктричних кіл змінного струму / метод дослідження ЕК змінного струму

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ПОЛТАВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені ЮРІЯ КОНДРАТЮКА

кафедра комп’ютерної інженерії

Лабораторна робота

з навчальної дисципліни

ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ

напрям підготовки 6.050102 „Комп’ютерна інженерія”

Модуль 3. Електричні кола синусоїдального та несинусоїдального струму.

Заняття 4. Дослідження електричних кіл змінного струму.

Полтава – 2009

Навчальна та виховна мета:

Метою даного заняття є дослідження закону Ома, 1-го та 2-го законів Кірхгофа для реактивних електричних кіл.

Навчальні питання і розподіл часу.

№	Навчальні питання	Час (хвилин)
1.	Вступ.	5
2.	1. Дослідження з’єднання конденсаторів.	35
3.	2. Дослідження з’єднання індуктивностей.	35
4.	Заключна частина	5

ЗМІСТ ЗАНЯТТЯ

а) Послідовне з’єднання конденсаторів

Зібрати схему, зображену на рис. 1.

Рис. 1.

До двох послідовно з’єднаних конденсаторів С1 = 0, 05 мкФ, С2 = 0, 01 мкФ подають напругу з джерела змінного струму Е = 10 В, f = 20 кГц. Визначити за допомогою амперметра і вольтметра струм і напругу в контурі схеми. Використовуючи початкові дані розрахувати ємнісний опір конденсатора в колі, згідно виразу Хс = , де ω = 2πf. Згідно із законом Ома та Кірхгофа розрахувати падіння напруги на конденсаторах: Uc = I·Xc і порівняти з експериментальними даними. Зробити висновки.

Розрахувати результуючу ємність послідовно з’єднаних конденсаторів С1 і С2: С = . Обрахувати реактивний опір результуючої ємності Хс, а також по закону Ома, струм в контурі досліджувального кола: І = .

Порівняти отриманий результат з показами амперметра. Зробити узагальнені висновки по дослідженому колу.

б) Паралельне з’єднання конденсаторів

Зібрати схему, зображену на рис. 2.

Рис. 2.

До двох паралельно з’єднаних конденсаторів С1 = 0, 05 мкФ, С2 = 0, 01 мкФ подати напругу з джерела змінного струму амплітудою Е = 10 В, та частотою f = 20 кГц.

Визначити за допомогою вимірювальних приладів струми та напруги в гілках схеми, а також у контурі з джерелом живлення. Використовуючи отримані результати в попередньому пункті з розрахунку ємнісних опорів С1, С2, а також спираючись на закони Ома і Кірхгофа, розрахувати силу струму в гілках схеми та порівняти з експериментальними даними. Зробити висновки.

Розрахувати результуючу ємність паралельно з’єднаних конденсаторів С1 і С2 за виразом С = С1 + С2.

Знайти реактивний опір результуючої ємності Хс, а також за законом Ома струм в контурі досліджувального кола: І = .

Порівняти отримані результати з показаннями амперметра, підключеного в коло. Зробити загальні висновки по дослідженню кола.

в) Послідовне з’єднання індуктивностей

Зібрати схему зображену на рис. 3.

Рис. 3.

До двох послідовно з’єднаних індуктивностей L1, L2 (значення згідно з позначеннями на котушках) подати напругу джерела змінного струму Е = 10 В, f = 20 кГц. Визначити за допомогою амперметра та вольтметра струм та напругу в контурі схеми. Використовуючи початкові дані, розрахувати реактивний опір L1 і L2 за виразом: X_L = ωL, де ω = 2πf. У відповідності до законів Ома і Кірхгофа розрахувати падіння напруги на індуктивності: U_L = I·X_L та порівняти з експериментальними даними. Зробити висновки.

Обчислити результуючу індуктивність послідовно з’єднаних котушок індуктивності L1, L2: L = L1 + L2.

Використовуючи отримані результати, визначити реактивний опір результуючої індуктивності: X_L, а також за законом Ома струм в колі:

І = .

Порівняти отримані результати з показаннями амперметра. Зробити загальні висновки по досліджувальному колу.

г) Паралельне з’єднання індуктивностей

Зібрати схему зображену на рис. 4.

Рис. 4.

До двох паралельно з’єднаних індуктивностей L1, L2 подається напруга з джерела струму Е = 10 В та частотою f = 20 кГц. Визначити за допомогою вимірювальних приладів струм та напругу в гілках схеми, а також у контурі з джерелом живлення. Використовуючи дані, отримані в попередньому пункті щодо розрахунку реактивних опорів індуктивностей L1 і L2, а також спираючись на закон Ома та Кірхгофа розрахувати силу струму в гілках схеми. Зробити висновки.

Розрахувати результуючу індуктивність з’єднаних паралельно котушок індуктивності L1, L2 згідно з виразом: L = . Знайти реактивний опір результуючої індуктивності X_L, а також за законом Ома струм в контурі: I = .

Порівняти отримані результати з показаннями амперметра.

Дані вимірів і розрахунків лабораторної роботи в кожному пункті рекомендується записувати у табл. 1.

Таблиця 1

Е,В	І, mА		ІС1(L1), mА [UC1(L1), В]		ІC2(L2), mА [UC2(L2), В]		Cекв [Lекв]
	Розр.	Вимір.	Розр.	Вимір.	Розр.	Вимір.	Розр.	Вимір.