Лабораторная работа №3

По новым

Наименование работы.

Разветвленная электрическая цепь синусоидального тока с активно-реактивными сопротивлениями. Резонанс токов.

Цель работы.

Исследование режимов работы электрической цепи припараллельном соединении потребителей с активно-реактивнымисопротивлениями, определение параметров цепи и условий возникновения в ней резонанса токов.

3. Требования к домашней подготовке.

3.1. Ознакомиться со следующими теоретическими положениями темы "Цепи однофазного синусоидального тока": параллельное и смешанное соединения активных и реактивных элементов, построение векторных диаграмм, резонанс токов.

3.2. Начертите схему рис.4.1., таблицу 4.1. и запишите формулы для расчетов.

3.3. Письменно ответьте на тестовую задачу, представленную в пункте 9 настоящего описания.

4. Схема экспериментальных исследований.

Рис.4.1

5. Порядок выполнения работы.

5.1. Соберите схему, представленную на рис.4.1.

5.2. После поверки схемы преподавателем установите ручку JIATPa в крайнее левое положение, что соответствует U=0.

5.3. Включите питание стенда и установите ЛАТРом напряжение U=50 В.

5.4. С помощью батареи конденсаторов установите величину емкости С₀ в цепи такой величины, чтобы значение тока I было минимальным, что соответствует режиму резонанса токов. Запишите результаты измерений в строку 3 таблицы 4.1.

5.5. Уменьшая величину емкости С₀ поэтапно на 10 мкФ и 20 мкФ, запишите результаты измерений в строки. 2 и 1 таблицы 4.1.

5.6. Увеличивая величину емкости до значения С₀ + 10мкФ и затем до С₀ + 20 мкФ, запишите результаты измерений в строки 4 и 5 таблицы 4.1.

5.7. По результатам измерений выполните расчеты величин, указанных в правой части таблицы 4.1.

5.8. По данным таблицы 4.1 на одном графике постройте зависимости Y, I, I₁, I₂, Р, Cosφ = f (С).

5.9. По данным таблицы 4.1 постройте векторные диаграммы напряжения и токов в отдельных элементах схемы для опытов 1,3,5.

6. Таблицы и расчетные формулы.

Таблица 4.1.

№

Дополн. условия

Результаты измерений

Результаты расчетов

U В

I А

I1 А

I2 A

P Вт

Cosφ

Y См

Yk См

Gk См

Вk См

Вс См

I1А А

l1р А

S ВА

Q Вар

Cosφ

1.

С0-20 С -

2.

С0 - 10 С -

3.

С0 С -

4.

С0 + 10 С -

5.

С0 + 20 С -

Расчетные формулы.

При заполнении таблицы 4.1 рекомендуется использовать следующие формулы:

Y = I/U; Z_K = U/I; Y_K = I₁/U;

R_K = P/I₁² (вычисляется по данным опыта №3); G_K = R_k/Z_k²;

B_K =√( Y_K² - G_K²); B_c = 314*C/10⁶ = I₂/U; I_1A = U*G_K;

I_1P = U*B_K; Cosφ = P/(U*I); S = U*I; Q = S*Sinφ.

7. Требования к выполнению отчета.

В отчете должны быть представлены поз. 1, 2, 4, 5.7, 5.8, 5.9, 6 данного описания.

8. Контрольные вопросы.

8.1. Что такое начальная фаза синусоидальной функции? От чего эта фаза зависит?

8.2. От каких величин зависит значение угла сдвига фаз φ между током I в цепи и напряжением U на ее входе?

8.3. Могут ли токи в ветвях цепи превышать ток в ее неразветвленной части?

8.4. Зависит ли реактивная, проводимость катушки В_k от ее активного сопротивления R_K?

8.5. Что называется резонансом токов и каковы его характерные признаки?

8.6. Какое практическое применение находит параллельное подключение емкости к участку цепи с активно-индуктивной нагрузкой?

9. Тестовая задача.

Дано: R = 3 Ом; X_L = 4 Ом; Х_С = 5 Ом; U = 10 В.

Определить токи, построить векторную диаграмму.