II. Исследование основных соотношений в цепи с параллельным соединением приемников.

1. Собрать схему, указанную на рис.

2. Установить значения параметров указанные преподавателем.

3. Записать показания приборов в таблицу 2.

4. Изменить номинал одного из резисторов (в соответствии с заданием преподавателя)

5. Записать показания приборов в таблицу 2.

6. Отключить один из резисторов.

7. Показания приборов записать в таблицу 2.

¨ Ответить на вопросы:

- Как изменится общее сопротивление, если в схему добавить еще один резистор?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

- Как при этом меняется сила тока?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

- Как изменятся токи на каждом участке?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

- Составить уравнение по первому закону Кирхгофа.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

Таблица 2

	ИЗМЕРЕНО
U, B	R₁, Ом	R₂, Ом	R₃, Ом	I A	I₁ А	I₂ А	I₃ А	R_общ Ом

КАРТОЧКА-ЗАДАНИЕ

I. Исследование основных соотношений в цепи с последовательным соединением приемников.

№ варианта	U В	R₁ Ом	R₂ Ом	R₃ Ом	R ^/₂ Ом

II. Исследование основных соотношений в цепи с параллельным соединением приемников.

№ варианта	U В	R₁ Ом	R₂ Ом	R₃ Ом	R ^/₂ Ом

Лабораторная работа №4

Тема: Проверка основных состояний цепи постоянного тока со смешанным соединением резисторов.

Цель: Опытным путем проверить основные соотношения между эл. величинами в цепи постоянного тока.

Электросхема:

Технические данные исп. приборов: таблица 1

Обозначение прибора	Наименование прибора	Заводской номер	Система прибора	Номинальное значение	Цена деления	Класс точности
PU	вольтметр			150 В
PA	амперметр			0,5-1 А
PW	ваттметр			Uн=150В Iн=2,5А

Результаты измерений и вычислений: таблица 2

№ опыта

измерено

вычислено

Примечания

I_by

I_ax

U_1-3

U_4-9

R_ax

R_by

R_cz

Rэ^/

Р^/

Вт

Ом

Вт

Включено

К1-К9

К1-К8

К1-К7

К1-К5,К7

К1 - К4, К7

К1; К2; К4; К7

Расчетные формулы:

; ; ; ;

Построить графики зависимости I = f (Р);

График: I = f (Р)

Ответить на вопросы:

· Какое соединение резисторов называется последовательным?

____________________________________________________________________________________________________________________________________

· Какое соединение резисторов называется параллельным?

____________________________________________________________________________________________________________________________________

· Как изменятся показания приборов, если R_ax уменьшилось? Ответ обосновать

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Как изменятся показания приборов, если R_с_z уменьшилось? Ответ обосновать

Лабораторная работа №5

Тема: Исследование сложной цепи постоянного тока методом наложения. Проверка законов Кирхгофа.

Цель работы: Исследовать сложную цепь методом наложения. Проверить задачу методом уравнений Кирхгофа.

МЕТОД НАЛОЖЕНИЯ:

Схема 1

Схема 2

Схема 3

ПРОВЕРКА:

I₁= I^/₁+ I^//₁

I₂= I^/₂+ I^//₂

I₃= I^/₃+ I^//₃

Измерено:

I₁=

I₂=

I₃=

Измерено:

I^/₁=

I^/₂=

I^/₃=

Измерено:

I^//₁=

I^//₂=

I^//₃=

Порядок выполнения работы:

1. Составить схему, указанную преподавателем. Начертите схему 1.

2. Предъявить для проверки преподавателю.

3. Записать значения действительных токов в цепи I₁, I₂, I₃.

4. Оставляем в схеме только источник Е₁. Источник Е₂ исключаем. Начертите сему 2.

5. Запишите значения частичных токов, создаваемых источником Е₁:I ^/₁, I ^/₂, I ^/₃

6. Оставьте в схеме только источник Е_2,исключив источник Е₁.

7. Запишите значения частичных токов, создаваемых источником Е₂:I ^//₁,I ^//₂,I ^//₃

8. Действительные токи равны алгебраической сумме частичных. Проанализируйте расчеты, сравните со значениями, полученными в ходе работы. Отразите в выводе.

9. Проверьте правильность показаний методом уравнений Кирхгофа:

§ Составьте систему уравнений по первому и второму законам Кирхгофа.

§ Подставьте числовые значения.

§ Проанализируйте полученные значения. Отразите анализ выводе.

10. Сделать вывод и ответить на вопросы:

§ Какая цепь называется сложной.

____________________________________________________________________________________________________________________________________

§ Как определить знак частичного тока.

____________________________________________________________________________________________________________________________________

§ Сформулируйте 1-ый закон Кирхгофа.

____________________________________________________________________________________________________________________________________

§ Сформулируйте 2-ой закон Кирхгофа.

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторная работа №6

Тема:Исследование опытным путем законов электромагнитной индукции.

Цель работы: Опытным путём проверить основные законы электромагнитной индукции.

Оборудование:1. Аккумуляторная батарея

2. Гальванометр

3. Реостат

4. Полосовой постоянный магнит

5. Индукционная катушка с сердечником

6. Индукционная катушка с сердечником

7. Выключатель

Рис. 1а Рис.1б Рис.1в Рис.1г

I. Электромагнитная индукция.

Рис.1а:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 1б:

Рис.1в:

Рис.1г :

Явление самоиндукции:

· Рис. 2а

рис. 2б

Изменим направление токов в К1₁_.

Рис.2в

Рис. 2г

_____________________________________________________________________________

Вывод:

1. По какому правилу определяется направление магнитного поля катушки с током? Укажите направление магнитного поля катушки.

2. В какой точке А,Б или В напряженность магнитного поля максимальна? По какому правилу определяется направление магнитного поля прямолинейного проводника с током?

3. По какому правилу определяется направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле. Укажите направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле.

Лабораторная работа № 7

Тема:Исследование основных соотношений в цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления и индуктивности.

Цель работы:

¨ Опытным путем убедиться в справедливости закона Ома

¨ Установить зависимость индуктивного сопротивления от частоты

¨ Установить зависимость полного сопротивления от частоты.

Порядок выполнения работы:

1. Собрать схему, указанную на рис.

¨ Вольтметры и амперметры перевести в режим АС (двойной щелчок мышью, открывает окно рис.1)

Рис.1

Задание 1

1. Установить значение параметров согласно заданию преподавателя.

2. Занести показания приборов в таблицу 1

3. Увеличить напряжение в два раза, показания приборов занести в таблицу 1.

Таблица1

№ Измерено

U B f Гц L мГн R Ом UR B UL B I A X_L Ом Z Ом P Вт Q ВАр

Задание 2

¨ Изменяя частоту подводимого к контуру напряжения, проследите за изменением X_L , I, Z, данные занести в таблицу2.

Установить значения частоты:

f₁=500 Гц

f₂=1кГц

№ Измерено

U B f Гц L мГн R Ом UR B UL B I A X_L Ом Z Ом P Вт Q ВАр

Таблица2

Задание 3

¨ Уменьшить величину индуктивности, проследите за изменением X_L , I, Z данные занести в таблицу 3.

¨ Увеличить номинал активного сопротивления, показания приборов занесите в таблицу3

№ Измерено

U B f Гц L мГн R Ом UR B UL B I A X_L Ом Z Ом P Вт Q ВАр

Таблица3

¨ По результатам работы построить график зависимости X_L =f(f); Z=f(f)

¨ Включите осциллограф (рис2), в отчет начертите временную диаграмму.

¨ На осциллографе необходимо установить следующие значения:time base 0.02 s/div; channel A 100 V/div; channel B 200 V/div

¨ Постройте векторную диаграмму токов и напряжений в масштабе.

Временная диаграмма Векторная диаграмма

Вывод:

Ø Какие параметры цепи изменились при увеличении приложенного напряжения?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ø Какова зависимость индуктивного сопротивления от частоты?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ø Поясните построение векторной диаграммы

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ø Закон Ома для цепи переменного тока, содержащей активное сопротивление и индуктивность.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ø Каким сопротивлением обладает катушка индуктивности в цепи постоянного тока?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ø Каким сопротивлением обладает катушка индуктивности в цепи переменного тока?

________________________________________________________________________________________________________________________________

Ø Какие величины изменятся, если в цепь с активным сопротивлением и индуктивностью добавить катушку, с индуктивностью равной индуктивности первой катушки? Ответ пояснить.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Карточка - задание

Задание 1

№ варианта U, B f , Гц L, мГн R,Ом

25,4

19,1

31,85

38,1

25,4

X_L=f(f) Z=f(f)

Лабораторная работа № 8

Тема:Исследование основных соотношений в цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления и емкости.

Цель работы:

¨ Опытным путем убедиться в справедливости закона Ома

¨ Установить зависимость емкостного сопротивления от частоты

¨ Установить зависимость полного сопротивления от частоты.

Порядок выполнения работы:

Собрать схему, указанную на рис.

Вольтметры и амперметры перевести в режим АС (двойной щелчок мышью по измерительному прибору)

Задание 1

Установить значение параметров согласно заданию преподавателя.

№ Измерено

U B f Гц С мкФ R Ом UR B Uс B I A X_с Ом Z Ом P Вт Q ВАр

Занести показания приборов в таблицу 1

Увеличить приложенное напряжение в два раза, показания приборов занести в табл. 1

Таблица1

Задание 2

¨ Изменяя частоту подводимого к контуру напряжения, проследите за изменением X_с, I, Z, данные занести в таблицу2.

Установить значения частоты:

f₁=100 Гц

f₂=200Гц

№ Измерено

U B f Гц С мкФ R Ом UR B Uс B I A X_с Ом Z Ом P Вт Q ВАр

Таблица2

Задание 3

¨ Уменьшить номинал емкости в два раза, проследите за изменением X_С, I, Z данные занести в таблицу 3.

¨ Увеличить номинал активного сопротивления, проследите за изменением I, Z

№ Измерено

U B f Гц С мкФ R Ом UR B Uс B I A X_с Ом Z Ом P Вт Q ВАр

Таблица3

¨ По результатам работы построить график зависимости X_с=f(f); Z=f(f)

¨ Включите осциллограф (рис2), в отчет начертите временную диаграмму.

¨ На осциллографе необходимо установить следующие значения: time base 0.02 s/div; channel A 100 V/div; channel B 200 V/div

¨ Постройте векторную диаграмму токов и напряжений в масштабе.

Временная диаграмма Векторная диаграмма

¨ Сделайте вывод и ответьте на вопросы:

- Какое сопротивление называется активным?

________________________________________________________________________________________________________________________________

- Какое сопротивление называется реактивным?

________________________________________________________________________________________________________________________________

- Закон Ома для цепи переменного тока, содержащей активное сопротивление и емкость.

________________________________________________________________________________________________________________________________

- Как емкостное сопротивление зависит от частоты?

________________________________________________________________________________________________________________________________

Карточка - задание

Задание 1

№ варианта U, B f , Гц С, мкФ R,Ом

318,5

265,5

¨ По результатам работы построить график зависимости X_с=f(f); Z=f(f)

X_с=f(f) Z=f(f)

Лабораторная работа № 9

Тема:

Исследование основных соотношений в цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления, индуктивности и емкости.

Цель работы:

Опытным путем установить резонанс напряжений и проверить его свойства

Лабораторная работа №10

Тема: Исследование цепи переменного тока с параллельным соединением катушки индуктивности и емкости.

Цель: Изучить условия, при котором включения конденсатора параллельно с потребителем энергии приводит к увеличению коэфицента мощности. Изучить явление резонанса тока, которое наступает в цепи при полной компенсации реактивной мощности.

Электрическая схема:

Технические данные используемых приборов: ТАБЛИЦА 1

PA Амперметр 1A эл.маг. 0,01 0,5

PA Амперметр 1A эл.маг. 0,01 0,5

PA Амперметр 1A эл.маг. 0,01 0,5

PV Вольтметр 150В эл.маг. 0,5

PW Ваттметр 2,2кВт ферродинам. 0,5 0,5

Результаты измерений и вычислений: ТАБЛИЦА 2

Измерено

C U I_c I_k I P R_k Z_k B_L B_c G I_a S Q cosj

мкФ В А А А Вт Си Ом См А ВА Вар

Порядок выполнения работы:

Собрать схему цепи, указанную выше

Предъявить ее для проверки преподавателю

Установить напряжение цепи согласно заданию преподавателя.

Изменяя величину емкости снимите показания приборов, данные запишите в таблицу2

С помощью изменения емкости добиться резонанса токов. Который отслеживается по показанию амперметра в неразветвленной части цепи (амперметр покажет минимальное значение)

Запишите значение приборов в таблицу 2 при резонансе.

Произвести необходимые расчеты.

Расчетные формулы:

Сделать вывод и ответить на вопросы:

· Сформулируйте условие резонанса токов

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

· Перечислите особенности резонанса токов

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

· В чем заключается экономико-техническое значение коэффициента мощности?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

· Перечислите способы увеличения коэффициента мощности

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Построить векторные диаграммы для случаев: B_L>B_c и для резонанса токов.

Лабораторная работа №11

Тема: Исследование цепи трехфазного тока при соединении потребителей треугольником. Аварийные режимы работы трехфазной цепи.

Цель работы: Исследование основных соотношений в цепи трехфазного тока при соединении потребителей треугольником.

Схема цепи:

Порядок выполнения работы:

1. Соберите схему, указанную на рисунке.

2. Переведите амперметры и вольтметры в режим АС,сопротивление амперметров выставьте 1nОм

3. Снимите показания приборов при равномерной нагрузке R₁=R₂=R₃=100 Ом, запишите данные в таблицу. (Ключи 1 и 2 замкнуты)

4. Снимите показания приборов при неравномерной нагрузке R₁=100 Ом R₂=200 Ом R₃=300 Ом, запишите данные в таблицу. (Ключи 1 и 2 замкнуты)

5. Обрыв линии: разомкните ключ 1, снимите показания приборов при равномерной и неравномерной нагрузке, данные запишите в таблицу.

6. Обрыв фазы: разомкните ключ 2 (ключ 1 замкнут), снимите показания приборов при равномерной и неравномерной нагрузке, данные запишите в таблицу.

Таблица 1

Виды соединений Измерено Вычислено

UAB UBC UAC IA I_B I_C I_AB I_BC I_AC P_A_В P_B_С P_C_А P

В В В А A A A A A Вт Вт Вт Вт

Равномерная

Неравномерная

Обрыв линии Равномерная

Неравномерная

Обрыв фазы Равномерная

Неравномерная

7. Постройте векторную диаграмму токов и напряжений для неравномерной нагрузки.

8. Сделайте вывод и ответьте на вопросы:

§ Какая нагрузка трехфазной цепи называется симметричной?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________

§ Каково соотношение между фазными и линейными токами и напряжениями для соединения приемников треугольником.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

§ Как изменятся фазные токи при обрыве линии?

________________________________________________________________________________________________________________________________________

§ Как изменятся фазные токи при обрыве фазы?

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторная работа №12

Тема: Исследование работы трехфазной цепи при соединении потребителей энергии в “звезду”.

Цель:1) Ознакомиться с работой трехфазной системы переменного тока методами измерения фазных и линейных токов и напряжений.

2) Проверить соотношения между током и напряжением при соединении потребителей энергии в “звезду”.

3) Выяснить роль нулевого провода в четырехпроводной системе трехфазного тока.

Электрическая схема:

Технические данные используемых приборов:

Таблица 1

Обозначение прибора Наименование Заводской Система прибора Номинальное значение Цена деления Класс точности

прибора номер

РА Амперметр 1А 0,01 0,5

РА Амперметр 1А 0,01 0,5

РА Амперметр 1А 0,01 0,5

РА Амперметр 1А 0,01 0,5

PV Вольтметр 300В 0,5

Результаты измерений и вычислений:

Таблица 2

Виды соединений Измерено Вычислено

I₀ I_A I_B I_С U_A U_B U_С U_AB U_BC U_AC P_A P_B P_С P

А А А А В В В В В В Вт Вт Вт Вт

Равномер. Без нулевого провода

С нулевым проводом

Неравномер. Без нулевого провода

С нулевым проводом

Сделать вывод и ответить на вопросы:

Какое соединение трехфазной цепи называется соединением “звездой”?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Каково соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Какая нагрузка трехфазной цепи называется симметричной?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Назначение нулевого провода.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Построить в масштабе векторную диаграмму цепи при несимметричной нагрузке с нулевым проводом.

Лабораторная работа №13

Тема: Моделирование электрических цепей несинусоидального тока.

Цель: Выполнить разложение в ряд Фурье и построить спектральные характеристики периодического несинусоидального сигнала.

Схема:

РИС.1

Порядок выполнения работы:

X_с=f(f)	Z=f(f)