Часть 2.

Рассмотрим RL-цепь.

Задача 1.

Исследовать работу схемы при L=const и изменении активного сопротивления цепи от R=0 до R=max, меняя ток через 0.1 А. Результаты измерений записать в табл. 3.

Измерено						Вычислено
U,В	I,A	UR, B	Uc, B	P, Вт	Z, Ом		R+r, Ом	Zk, Ом	R, Ом	r, Ом	XL, Ом	cosθ
99,78	0,796	0	99,8	13,2	125		20,83	125,4	0	20,8	123,6	0,17
99,78	0,781	8,59	98	19,4	128		31,82	125,5	11	20,8	123,7	0,25
99,78	0,762	16,8	95,6	24,8	131		42,78	125,5	22	20,8	123,8	0,33
99,78	0,739	24,4	92,8	29,4	135		53,82	125,6	33	20,8	123,9	0,4
99,78	0,714	31,4	89,7	33	140		64,75	125,6	44	20,7	123,9	0,46
99,78	0,688	37,8	86,3	35,8	145		75,57	125,5	55	20,6	123,8	0,52
99,78	0,660	43,6	82,9	37,8	151		86,66	125,6	66	20,7	123,9	0,57
99,78	0,632	48,7	79,5	39,1	158		97,79	125,7	77	20,7	124	0,62
99,78	0,605	53,3	76,1	39,8	165		108,8	125,8	88	20,7	124,1	0,66
99,78	0,579	57,3	72,8	40,1	172		119,7	125,8	99	20,7	124	0,69
99,78	0,554	60,9	69,7	40,1	180		130,6	125,7	110	20,7	124	0,73

Расчеты производились в Microsoft Excel по формулам:

R=U_R/I ;

Z=U/I;

Z_K=U_K/I;

R+r=P/ I²;

r= (R+r)-R;

X_L=√Zk²-r²;

cos φ=P/UI;

Задача 2.

Исследовать работу схемы при R=const и изменении активного сопротивления цепи

от L=0 до L=max, меняя ток через 0.1 А. Результаты измерений записать в табл. 4.

Измерено					Вычислено
U,В	I,A	UR, B	Uc, B	P, Вт	Z, Ом	R+r, Ом	Zk, Ом	R, Ом	r, Ом	XL, Ом	cosθ
99,78	0,762	83,8	16	73	131	125,8	21	110	15,8	13,83	0,96
99,78	0,758	83,4	18,5	74,3	132	129,3	24,42	110	19,3	14,99	0,98
99,78	0,748	82,3	24,3	73,4	133	131,2	32,49	110	21,1	24,67	0,98
99,78	0,733	80,6	31,4	70,3	136	130,9	42,77	110	21	37,28	0,96
99,78	0,713	78,4	38,4	66,5	140	130,8	53,91	110	20,8	49,73	0,93
99,78	0,689	75,8	45,2	62,1	145	130,8	65,53	110	20,9	62,12	0,9
99,78	0,663	72,9	51,3	57,5	150	130,7	77,38	110	20,8	74,53	0,87
99,78	0,635	69,9	56,8	52,8	157	131	89,45	110	20,9	86,98	0,83
99,78	0,608	66,9	61,7	48,3	164	130,7	101,4	110	20,6	99,29	0,8
99,78	0,580	63,8	65,9	44	172	130,9	113,7	110	20,8	111,7	0,76
99,78	0,554	60,9	69,7	40,1	180	130,6	125,7	110	20,7	124	0,73

Расчеты производились в Microsoft Excel по формулам:

R=U_R/I ;

Z=U/I;

Z_K=U_K/I;

R+r=P/ I²;

r= (R+r)-R;

X_L=√Zk²-r²;

cos φ=P/UI;

Задача 3.

Построить в одних осях координат зависимости I, U_R, U_C, P, cosφ, Z=f(R) и в других осях координат зависимости I, U_R, U_C, P, cosφ, Z=f(X_C).

Для схемы 1

График зависимости U_R(В),U_K (В), P(Вт), Z(10+1 Ом), I (10-2) А, cos φ(10-2) от R (Ом).

Для наглядности Графики I(R) и cosφ(R) и Z(R) построены как графики cos φ(10^-1) и I (10^-2 А) и Z(10⁺1)Ом т.к из-за того, что значения I(A) и cosφ сравнительно малы по сравнению со значениями для других графиков, а значения Z слишком велики по сравнению с значениями других графиков.

Для схемы 2

График зависимости U_R(В),U_K (В), P(Вт), Z(10+1 Ом), I (10-2) А, cos φ(10-2) от X_L(Ом).

Для наглядности Графики I(X_L) и cosφ(X_L) и Z(X_L) построены как графики cos φ(10^-1) и I (10^-2 А) и Z(10⁺1)Ом т.к из-за того, что значения I(A) и cosφ сравнительно малы по сравнению со значениями для других графиков, а значения Z слишком велики по сравнению с значениями других графиков.

Задача 4.

Рассчитать сдвиг фаз между напряжением и током в цепи.

Возьмем значения X_L и R из последней строки таблицы 1.

Пусть X_L = 124 Ом, R=110 Ом.

Расчет произведем в Microsoft Excel.

В данной цепи ток опережает по фазе напряжение на угол

φ = arctg X_L/R= arctg (1,127929) = 0,845445 рад. = 42⁰

Задача 5.

Рассчитать активную, реактивную и полную мощность цепи:

Найдем активную мощность цепи:

P= R*I²=R*(U/√(R²+(X_L)²)=(R*U²)/(R²+(X_L)²)

P=(110*100²)/(110²+(124)²)=40 Вт

Найдем реактивную мощность цепи:

Q=U*I*sin(φ)=99,8*0,55*0,748=38,5 Вт

Полную найдём как S=U*I=99,8*0,55=54,9 Вт.

4. Экспериментальная часть.