3. Підготовка до виконання роботи

3.1. Ознайомтеся з розташуванням на панелі лабораторного стола затискачів вимикача QF джерела напруги та його клем А, В, С і N, реостатів активного (поз. EL1-EL6), ємнісного (поз. CB1-CB2) та індуктивного (поз. L1-L2) елементів, перемикачів SA1-SA10. Перевірте справність приєднувальних затискачів ХТ1-ХТ10 і запам’ятайте положення “Ввімкнено» та “Вимкнено» на вимикачі QF і перемикачах SA1-SA10.

3.2. Виберіть необхідні для дослідів прилади, визначте їх тип, систему, номінали шкал, клас точності та встановіть їх відповідність вимогам, вказаним в описі установки. Заповніть таблицю приладів (табл. 3.1). Зверніть увагу на розміщення на панелі ватметра генераторних (позначені зірками) і навантажувальних затискачів «І» - послідовної та “U” - паралельної його обмоток.

Таблиця 3.1

Характеристика електровимірювальних приладів (приклад заповнення таблиці)

Назва приладу	Марка	Система	Клас точності	Межа вимірювання	Ціна поділки	Заводський номер
Вольтметр	Э545	Електромагнітна	0,5	0-150-300	2 В/под.
Амперметр	Э519	Електромагнітна	0,5	0-2,5-5	0,025 А/под.
Ватметр	Д535	Електродинамічна	0,2	0-75-150-300 В 0-2,5-5 А	5 Вт/под.

3.3. Зберіть схему, зображену на рис.3.1 в такій послідовності:

Приєднайте щупи XP1 і XP2 до клем вольтметра РV.

Розрядіть конденсатор, для чого притисніть щупи XP1 і XP2 до затискачів ХТ2 і ХТ7.

3.3.3. Перемичками об’єднайте в один вузол затискачі ХТ4 і ХТ5, а в другий – ХТ6-ХТ10.

3.3.4. Провідниками з наконечниками з’єднайте:

1) генераторні затискачі ватметра PW між собою та клему А джерела напруги;

2) клему С джерела напруги — з затискачем ”U” ватметра, амперметром та вузлом ХТ4—ХТ5;

3) до затискача «І» ватметра приєднайте провідник з наконечником — контакт ХР3.

4. Хід виконання роботи

4.1. Проведіть дослід 1 – послідовне з’єднання двох активних опорів. Для цього виконайте такі дії:

4.1.1. Приєднайте провідник з наконечником ХР3 до затискача XТ3.

4.1.2. Після перевірки схеми викладачем ввімкніть вимикач QF.

4.1.3. Вмикаючи перемикачі SA5-SA10, виставте силу струм у колі такою, що б за величиною вона не перевершувала верхню межу вимірювання за струмом для ватметра або була наближена до неї, тобто І_к  І_нPW . Запишіть показання амперметра РА і PW у відповідні прографи табл. 3.2.

4.1.4. За допомогою щупів ХР1—ХР2, виміряйте та запишіть у відповідні прографи табл.3.1 загальний спад напруги у колі U_к (між контактами ХТ3 і ХТ5) і спади напруг U₁ і U₂ на ділянках кола відповідно з реостатом ЕL3—EL6 (між контактам ХТ5 і ХТ10) і з реостатом ЕL1—EL2 (між контактам ХТ3-ХТ8).

4.1.5. Вимкніть вимикач QF і перемикачі SA7-SA10 та від’єднайте контакт ХР3.

4.2. Проведіть дослід 2 – послідовне з’єднання активного й активно-індуктивного опорів. Для цього виконайте такі дії:

4.2.1. Приєднайте провідник з наконечником ХР3 до затискача XТ1.

4.2.2. Після перевірки схеми викладачем ввімкніть вимикач QF.

4.2.3. Вмикаючи перемикачі SA1, SA2 і SA7-SA10, виставте силу струм у колі аналогічно п.4.1.3. Запишіть показання приладів РА і PW у відповідні прографи таблиці.

4.2.4. За допомогою щупів ХР1-ХР2, виміряйте та запишіть у відповідні прографи табл.3.2 загальний спад напруги у колі (між контактами ХТ1 і ХТ5) і спади напруг на ділянках кола: з реостатом L1-L2 (між контактам ХТ1-ХТ6) і з реостатом ЕL3-EL6 (між контактам ХТ5 і ХТ10).

4.2.5. Вимкніть вимикач QF, перемикачі SA7-SA10 і від’єднайте ХР3.

4.3. Проведіть дослід 3 – послідовне з’єднання активного й ємнісного опорів. Для цього виконайте такі дії:

4.3.1. Приєднайте провідник з наконечником ХР3 до затискача XТ2.

4.3.2. Після перевірки схеми викладачем ввімкніть вимикач QF.

4.3.3. Вмикаючи перемикачі SA3, SA4, SA7—SA10 виставте силу струм у колі аналогічно п.4.1.3. Запишіть показання приладів РА і PW у відповідні прографи таблиці.

4.3.4. За допомогою щупів ХР1—ХР2 виміряйте та запишіть у відповідні прографи таблиці загальний спад напруги у колі (між контактами ХТ2 і ХТ5) і спади напруг на ділянках кола: з реостатом СВ1-СВ2 (між контактам ХТ2-ХТ7) і з реостатом ЕL3—EL6 (між контактам ХТ5 і ХТ10).

4.3.5. Вимкніть вимикач QF і перемикачі SA7—SA10, розрядіть конденсатор (див. п.3.3.2) та від’єднайте контакт ХР3.

Таблиця 3.2

Дані вимірювань і результати розрахунків параметрів кіл змінного струму з послідовно з'єднаними r, L і C елементами

Вид наванта-ження мережі

Приймачі струму

Дані вимірювання (показання приладів)

Результати обчислення

Вольтметр

Амперметр

Ватметр

Параметри електричного кола

CV=…В/под

CA=…А/под

CW=…Вт/под

Ua

Up

r

Х =xL — хс

z

P

Cos 

под.

В

под.

А

под.

Вт

В

В

Ом

Ом

Ом

Вт

-

1.Активне

1. Реостат чотиривітковий

NU1

U1=

-

-

-

-

U1a=U1

-

r1=U1/Iк

-

z1 = r1

P1 = Iк^2r1

1

2.Реостат двовітковий

NU2

U2=

-

-

-

-

U2a=U2

-

r2 = U2/Iк

-

z2 = r2

P2 = Iк^2r2

1

Все коло

NUк

Uк=

NІк

Iк=

NРк

Pк=

=U1+U2

-

rк= r1 + r2

-

zк = Uк/Iк

Pк=P1 +P2

1

2.Активно-індуктивне

1. Реостат чотиривітковий

NU1

U1=

-

-

-

-

U1a=U1

-

r1=U1/Iк

-

z1 = r1

P1 = Iк^2r1

1

2. Котушка індуктивності

NU2

U2=

-

-

-

-

U2a=r2 Iк

UL =xLIк

r2=P2/Iк^2

z2=U2/Iк

P2=Pк — P1

P2./(U2 Iк)

Все коло

NUк

Uк=

NІк

Iк=

NРк

Pк=

=U1a+U2a

Up =UL

rк= r1 + r2

xк = xL

zк = Uк/Iк

Pк=P1+P2

Pк/(Uк Iк)

3.Активно-ємнісне

1. Реостат чотиривітковий

NU1

U1=

-

-

-

-

U1a=U1

-

r1=U1/Iк

-

z1 = r1

P1 = Iк^2r1

1

2. Конденсатор

NU2

U2=

-

-

-

-

-

UC =xCIк

-

xC=U2/Iк

z2 = xC

-

0

Все коло

NUк

Uк=

NІк

Iк=

NРк

Pк=

=U1a

Up =UC

rк= r1

xк = xC

zк = Uк/Iк

Pк = P1

Pк/(Uк Iк)

4.Змішане (загальний випадок)

1. Реостат чотиривітковий

NU1

U1=

-

-

-

-

U1a=U1

0

r1=U1/Iк

-

z1 = r1

P1 = Iк^2r1

1

2. Котушка індуктивності

NU2

U2=

-

-

-

-

U2a=r2 Iк

UL =xLIк

r2=P2/Iк^2

z2=U2/Iк

P2=Pк — P1

P2./(U2 Iк)

3. Конденсатор

NU3

U3=

-

-

-

-

0

UC =xCIк

-

xC=U3/Iк

z3 = xC

-

0

Все коло

NUк

Uк=

NІк

Iк=

NРк

Pк=

=U1a+U2a

=UL—UC

rк= r1 + r2

хк=xL—хс

zк = Uк/Iк

Pк=P1+P2

Pк/(Uк Iк)

4.4. Проведіть дослід 4 – послідовне з’єднання активного, ємнісного й активно-індуктивного опорів. Для цього виконайте такі дії:

4.4.1. Від’єднайте перемичку між контактами ХТ6 і ХТ7 та з’єднайте нею контакти ХТ1 і ХТ2. Контакт ХР3 приєднайте до контакту XТ6.

4.4.2. Після перевірки схеми викладачем ввімкніть перемикач QF.

4.4.3. Пам’ятайте! У колі, що перебуває під напругою , при одночасному послідовному з’єднанні r-, L- і C- елементів, у разі, коли індуктивна й ємнісна складові реактивного опору рівні між собою, виникає резонанс напруг. Оскільки при цьому струм кола буде найбільшим ( ), то при малій величині активного опору спади напруги на конденсаторі ( ) і на котушці індуктивності ( ) можуть перевершувати не тільки , а й ті номінальні напруги, на які безпосередньо розрахована робота цих елементів. Отже, підвищені напруги на окремих ділянках кола з реактивними елементами можуть спричинити аварію в роботі установки (пробій ізоляції і, як наслідок, коротке замикання). Тому, вмикаючи перемикачі SA7—SA10, SA1, SA3 і SA4, виставте силу струм у колі такою, щоб спад напруги на будь якому з реактивних споживачів не перевершував 250 В. Запишіть показання приладів РА і PW у відповідні прографи табл.3.2.

4.4.4. За допомогою щупів ХР1—ХР2, виміряйте та запишіть у відповідні прографи таблиці загальний спад напруги у колі (між контактами ХТ1 і ХТ5) і спади напруг на ділянках кола: з реостатом L1—L2 (між контактам ХТ1—ХТ6), з реостатом СВ1—СВ2 (між контактам ХТ2—ХТ7) і з реостатом ЕL3—EL6 (між контактам ХТ5 і ХТ10).

4.4.5. Вимкніть перемикач QF і розрядіть конденсатор (див. п.3.3.2).

4.5. Переведіть показання стрілочних приладів у діючі значення вимірюваних величин, подайте дані викладачеві на затвердження і з його дозволу розберіть схему.