Лабораторные занятия

В разделе представлены две лабораторные работы для цепей однофазного синусоидального тока. Результаты работ оформляется в виде отчета.

Лабораторная работа № 3.Исследование неразветвленной электрической цепи однофазного синусоидального тока с активно-реактивной нагрузкой

Цель работы: ознакомиться с экспериментальными методами определения параметров пассивных элементов в цепях синусоидального тока.

Описание лабораторной установки

В качестве источника питания в работе используется генератор низкочастотный ГЗ-123. На панели стенда имеется активное сопротивление Ri, катушка индуктивности с параметрами R_k, L, магазин емкостей С. Для измерения токов служит амперметр переменного тока М 42300, в качестве вольтметра используется мультиметр ВР-11А. Для измерения активной мощности используется переносной ваттметр.

Рабочее задание

Опыт 1 . Измерение параметров ЭЦ с чисто активной нагрузкой

1.1 Собрать электрическую цепь, рисунок 2.24. Установить частоту выходного напряжения 400 Гц, а выходное напряжение в пределах 10-25 В.

Рисунок 2.24 - Электрическая схема исследуемой цепи

1.2 После проверки схемы преподавателем включить генератор. Снять показания приборов и записать их в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 - Результаты измерений и вычислений параметров резистора,

конденсатора и реальной катушки индуктивности

Опыт 2. Измерение параметров ЭЦ с емкостной нагрузкой

• 2.1 Отключив источник питания, заменить в электрической цепи схемы рисунка 2.24 активное сопротивление R на конденсатор С.
• 2.2 Установив на генераторе напряжение 10-25 В, снять показания приборов и занести в таблицу 2.2.

Опыт 3. Измерение параметров ЭЦ с индуктивной нагрузкой

• 3.1 Отключив источник питания, заменить в электрической цепи схемы рисунка 2.24 конденсатор С на реальную катушку индуктивности.
• 3.2 Подключив генератор в электрическую цепь, снять показания приборов при изначально выставленной частоте выходного напряжения fi = 400 Гц. Данные приборов занести в таблицу 2.2.
• 3.3 Изменить частоту выходного напряжения, выставив значение частоты /₂= ЮОО Гц.
• 3.4 Измерить значения тока в цепи и напряжения на реальной катушке индуктивности. Данные приборов занести в таблицу 2.2.

Опыт 4. Измерение параметров ЭЦ с активно-индуктивной нагрузкой

4.1 Последовательно соединить резистор R и реальную катушку индуктивности, рисунок 2.25.

4.2 Измерить входное напряжение, напряжения на резисторе и катушке индуктивности. Данные занести в таблицу 2.3.

Рисунок 2.25 - Электрическая схема для определения параметров реальной катушки по методу трех вольтметров

Таблица 2.3 - Определение параметров реальной катушки по методу трех

вольтметров

Обработка результатов экспериментов

• 1 Рассчитать параметры активного сопротивления и конденсатора, используя результаты Опытов 1 и 2, и занести их в строки 1, 2 таблицы 2.2.
• 2 Рассчитать параметры реальной катушки индуктивности по методу двух частот, используя результаты Опытов 3 и 4, занести их в строки 3,4 таблицы 2.2.
• 3 Используя экспериментальные данные Опыта 4, построить векторную диаграмму напряжений, по которой рассчитать параметры реальной катушки индуктивности по методу трех вольтметров. Полученные данные занести в таблицу 2.3. Сравнить рассчитанные параметры реальной катушки индуктивности с результатами, записанными в строке 3 таблицы 2.2.

• 4 Используя экспериментальные данные Опытов 1, 2, 3, построить векторные диаграммы напряжений на активном сопротивлении Ri, конденсаторе С, реальной катушке индуктивности L.
• 5 Используя экспериментальные данные Опыта 4, построить треугольники сопротивлений и мощностей для исследуемой цепи.

Контрольные вопросы

• 1 Расскажите о свойствах активного, индуктивного и емкостного элементов в цепи синусоидального тока.
• 2 Объяснить построение векторных диаграмм напряжений по результатам измерений.
• 3 Запишите закон Ома для цепи R, L и для цепи R, С для действующих значений и в комплексной форме.
• 4 Что понимают под действующим значением тока?
• 5 Какими эквивалентными схемами замещения можно заменить реальную катушку индуктивности?
• 6 Что такое коэффициент мощности?
• 7 Дайте определение топографической диаграмме.
• 8 Что понимают под треугольником сопротивлений.
• 9 Какую мощность измеряет ваттметр в цепи синусоидального тока?
• 10 По каким мощностям составляется баланс мощности?
• 11 Как определяется знак угла ^>?