Исследование цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления и емкости

Главная страница
Контакты

    Главная страница



Исследование цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления и емкости

Скачать 11.77 Mb.


страница20/24
Дата19.08.2017
Размер11.77 Mb.

Скачать 11.77 Mb.

1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   24

Исследование цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления и емкости
Цель: определить параметры цепи, построить векторную диаграмму.
Оборудование: ЛАТР, вольтметры, амперметр, ваттметр, резистор, конденсатор переменной емкости, соединительные провода.
Краткие теоретические сведения
Реальный конденсатор характеризуется двумя параметрами: активным сопротивлением R и емкостным Хс (рисунок 9.1)

ХС



R

Рисунок 9.1 – Цепь реального конденсатора


Полное напряжение цепи U определяется по теореме Пифагора из векторной диаграммы (рисунок 9.2).


(9.1)

где – напряжение на активном сопротивлении, В;

UС - напряжение на емкостном сопротивлении, В


Ua



Прямая со стрелкой 2936
I

U


UС

Рисунок 9.2 – Векторная диаграмма тока и напряжений цепи


При построении за базисный вектор принимают вектор той величины, которая одинакова для всех сопротивлений, при последовательном соединении это вектор тока. Напряжение на активном сопротивлении совпадает с током по фазе, на емкости – отстает от тока на 90О.

Закон Ома для этой цепи имеет вид




(9.2)

где Z – полное сопротивление цепи, Ом.

Если каждую из сторон треугольника напряжений разделить на ток, то получим треугольник сопротивлений.



R

ХС


Z


Рисунок 9.3 – Треугольник сопротивлений
Из треугольника сопротивлений


(9.3)

Если каждую из сторон треугольника напряжений умножить на ток, то получим треугольник мощностей.

Р

QС

S


Рисунок 9.5 – Треугольник мощностей
Из треугольника мощностей


(9.4)

Порядок выполнения работы
1 Собрать цепь согласно рисунку 9.6.
AutoShape 5
R10

W
AutoShape 530 Oval 548
А
Oval 556
V3
Oval 558 Oval 572 Oval 573
V4

V5

С1

Рисунок 9.6 - Схема соединения приборов


2 Изменяя ЛАТРом напряжение источника питания, с помощью измерительных приборов определить ток I, напряжение U и активную мощность цепи Р, напряжения на активном сопротивлении и на емкости UС. Показания приборов занести в таблицу 9.1.

Таблица 9.1 - Результаты измерений и расчетов




Измерено

Вычислено

U





I

P

Z

R



Q

S

C

сos φ

В

А

Вт

Ом

вар

ВА

мкФ















































































































3 В расчётной части работы, используя формулы, определить параметры цепи, указанные в таблице 9.1:

-полное сопротивление цепи по формуле (8.5);

-активное сопротивление по формуле (8.6);



-емкостное сопротивление

; (9.5)
где UС – измеренное значение напряжения на емкостном сопротивлении;

-емкость конденсатора



; (9.6)
где f– частота переменного тока, 50 Гц;

-реактивную мощность



(9.7)
-полную мощность по формуле (8.10);

-коэффициент мощности цепи по формуле (8.11).

4 В графической части в масштабе построить векторную диаграмму тока и напряжений для одного из опытов.

5 Указать, как изменяются параметры цепи при изменении напряжения на зажимах.


Содержание отчета
1 Тема и цель занятия.

2 Оборудование.

3 Схема электрической цепи.

4 Таблица результатов измерений и расчетов.

5 Расчетная часть, содержащая формулы и примеры расчета по ним.

6 Графическая часть, содержащая векторную диаграмму.



7 Вывод о проделанной работе.
Контрольные вопросы


  1. Поясните, почему ток на емкости опережает напряжение на 900?

  2. Что понимают под активной мощностью, единицы ее измерения?

  3. Объясните принцип построения векторной диаграммы.

  4. Поясните фразу «ток и напряжение совпадают по фазе».

  5. На какие процессы, происходящие в конденсаторе, указывает положительная и отрицательная реактивная мощность?

  6. Дайте определение электрической емкости.

  7. Чем определяется наличие активного сопротивления в цепи переменного тока?

  8. Какую мощность измеряет ваттметр, включенный в цепь?

  9. Обладает ли резистор, включенный в цепь постоянного тока, активным сопротивлением?


Лабораторная работа № 10
Исследование работы трехфазной цепи при соединении потребителей «звездой»
Цель: определить параметры трехфазной цепи при различных режимах работы.
Оборудование: вольтметры, амперметры, ваттметр, резисторы, соединительные провода.
Краткие теоретические сведения
Соединение «звездой» заключается в том, что концы фаз потребителей X, Y, Z соединяют в одну общую точку, которая называется нулевой 0 или нейтральной N. К началам фаз A, B, C присоединяют линейные провода.


А



0


В

С


Рисунок 10.1 – Схема соединения «звездой»
Напряжения между началом и концом фазы, т.е. между линейным проводом и нулевым называются фазными : UА, UВ, UС.

Напряжения между двумя линейными проводами называются линейными : UАВ, UВС, UСА.



При соединении фаз «звездой» фазное напряжение меньше линейного в 1,73 раза


(10.1)

Т
(10.2)
ок фазный равен току линейному

Iф=Iл
В нулевом проводе ток равен векторной сумме токов фаз, т.е.


(10.3)

При равномерной нагрузке, когда сопротивления фаз равны между собой, токи фаз равны между собой и поэтому ток в нулевом проводе отсутствует. При неравномерной нагрузке ток в нулевом проводе определяется по векторной диаграмме (рисунок 10.2).




Прямая со стрелкой 1908Прямая со стрелкой 1909



Uав

Uса

I0




Прямая со стрелкой 1891Прямая со стрелкой 1892









Uвс

Рисунок 10.2 – Векторная диаграмма при соединении «звездой»


Порядок выполнения работы
1 Собрать цепь согласно рисунку 10.3.

2 Установить в фазах потребителя равномерную нагрузку (при закороченном сопротивлении R14).



3 Измерить фазные и линейные напряжения и токи , активную мощность фазы А РА. Измерения провести для случая с нулевым проводом и без него. Результаты измерений занести в таблицу 10.1.
Полотно 1885

Рисунок 10.3 - Схема соединения приборов


4 Повторить измерения при неравномерной нагрузке. Для этого последовательно с R15 включить R14. Результаты измерений занести в таблицу 10.1.

Таблица 10.1 - Результаты измерений и расчетов




Характер

нагрузки


Показания приборов

Вычислено

UЛ

UА

UВ

UС

IА

IВ

IС

РА

Iо

В

мА

Вт

мА

Равномерная с нулевым проводом




























Равномерная без нулевого провода




























Неравномерная с нулевым проводом




























Неравномерная без нулевого провода



























5 В графической части работы выбрать масштабы тока и напряжения и построить векторные диаграммы (рисунок 10.2) для опытов с нулевым проводом при равномерной и неравномерной нагрузках фаз. С помощью векторной диаграммы определить ток в нулевом (нейтральном) проводе.

6 В заключении указать назначение нулевого провода и пояснить принцип определения тока в нем.
Содержание отчета
1 Тема и цель занятия.

2 Оборудование.

3 Схема электрической цепи.

4Таблица результатов измерений и расчетов.

6 Графическая часть, содержащая векторные диаграммы.

7 Вывод о проделанной работе.


Контрольные вопросы


  1. Объясните назначение нейтрального (нулевого) провода.

  2. Поясните преимущество соединения «звездой».

  3. Как определить ток в нейтральном (нулевом) проводе?

  4. Каково соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями?

  5. Дайте определение, что представляет собой равномерная и неравномерная нагрузка?

  6. Когда в нейтральном (нулевом) проводе отсутствует ток?



Лабораторная работа №11
Каталог: files -> main -> documents -> archive
documents -> «Вольфган Амадей Моцарт»
documents -> Внеклассное мероприятие по литературе «по праву памяти»
documents -> Рабочая программа по учебной дисциплине оп. 04 «Строительные материалы и изделия»
documents -> Программа учебной дисциплины электротехника проскурина Елена Анатольевна
archive -> Методические рекомендации Использование научного стиля речи в выпускных квалификационных работах
archive -> Учебно-методический комплекс по учебной дисциплине история специальность 190631Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта, для студентов очной формы обучения
archive -> Психология смерти
1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   24

  • Лабораторная работа № 10 Исследование работы трехфазной цепи при соединении потребителей «звездой »
  • Лабораторная работа