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.
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 |
|
Сопротивление менялось с помощью переменного сопротивления.
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:
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 |
Индуктивность менялась с помощью переменной индуктивности.
Задача 3.
С помощью осциллографа измерить сдвиг фаз между током и напряжением в цепи. Сравнить с расчетом.
Сдвиг по фазе:
φ = 360* Δt / T = 360*50*2,33*10-3 = 41,940
Расчетное значение: φ =42 0
Задача 4.
Зарегистрировать осциллограмму мгновенной мощности в цепи. По осциллограмме определить активную, реактивную и полную мощности. Сравнить с расчетом.
Активная:
P = (pmax+pmin) / 2 = (95,7-15) / 2=40,35 Вт. (Теоретически P=40,1 Вт)
Реактивная:
Q=√ pmax*(-pmin) = √(95,7*15= 37,89 Вт (Теоретически Q=38,5 Вт)
Полная:
S= (pmax-pmin)/2= (95,7+15) / 2 = 55,35 Вт. (Теоретически S=54,9 Вт)
Погрешность измерений не превышает 1%, что допустимо.
5. Выводы:
В данной работе Были собраны RC- и RL- цепи. Изменяя значения R, C и L от 0 до максимального измерялись ток в цепи и напряжение на элементах, а также мощность, которая в данной работе являлась блоком умножения двух величин (напряжения и тока). При формул были вычислены емкостное и индуктивное сопротивление и прочие величины представленные в таблицах. В работе был применен осциллограф, при помощи которого были измерены сдвиги фаз тока и напряжения, мгновенные мощности. Результаты, полученные расчетами в теоретической части подтверждают экспериментальные данные, погрешность не превышает 1%.