Проведение эксперимента и обработка результатов

1 Собрать цепь с параллельным включением катушки индуктивности и активного сопротивления (рис. 35), выполнить измерение токов и напряжений, данные измерений занести в таблицу 18.

 

 

 
 


Рисунок 35 – Схема электрической цепи с параллельным включением катушки и активного сопротивления

По результатам измерений вычислить активные и реактивные составляющие проводимостей и токов для каждой ветви и для всей цепи, построить векторную диаграмму токов и напряжений, а также треугольники проводимостей катушки и всей цепи.

Таблица 18 – Таблица экспериментальных данных и определяемых

величин к первому пункту эксперимента

№ Измерено Вычислено
U, B I, A IК, A IR, A Z, Ом gk, См gR, Cм g, См у, Ом

Продолжение таблицы 18

 

Вычислено
IаК, A I а, A Iр, A bk, См φк, град φ, град Р, Вт Q, ВАр S, ВА

 

Активные и реактивные составляющие проводимостей катушки можно определить из соотношения, аналогичного тому, которое приводится в предыдущей лабораторной работе для определения активного и реактивного сопротивлений катушки.

 

Iak = (7.14)

 

Ipk = (7.15)

 

gk = (7.16)

 

bk = (7.17)

 

По результатам измерений вычислить активные и реактивные состав­ляющие токов в ветвях и во всей цепи, построить векторную диаграмму токов и треугольники проводимостей катушки и всей цепи, как показано на рисунке 34. Оставшиеся величины из графы «Вычислено» можно определить из следующих соотношений:

 

gR = (7. 18)

 

g = gk+ gR (7.19)

 

y = (7.20)

 

z = (7.21)

 

φ = arctg = arctg (7.22)

 

Ia=IR + Ipk (7.23)

 

Ip = Ipk (7.24)

 

Р = U·I·cosφ (7.25)

 

Q = U·I·sinφ (7.26)

 

S = U·I (7.27)

 

2 Собрать цепь с параллельным включением активного сопротивления и конденсатора, как показано на рисунке 36. Измерить токи и напряжения, данные внести в таблицу 19. Вычислить необходимые величины, построить векторную диаграмму токов и напряжений, а также треугольники проводимостей и мощностей.

 
 


Рисунок 36 – Схема электрической цепи с параллельным включением конденсатора и активного сопротивления

Таблица 19 – Таблица экспериментальных данных и определяемых

величин ко 2 пункту эксперимента

U, B I, A IR, A IC, A gR, Cм bC, См у, Ом Z, Ом φ, град I а, A Iр, A Р, Вт Q, ВАр S, ВА
                           

 

3 Собрать цепь с параллельным включением активного сопротивления, катушек и конденсатора (рис. 37).

 

 

 
 

 

 


Рисунок 37 – Схема электрической цепи с параллельным включением активного сопротивления, катушки и конденсатора

Измерить токи и напряжения для двух режимов цепи: индуктивного (bL > bC) и емкостного (bL < bC). Для этого рекомендуется, используя переменную емкость, установить в цепи режим резонанса токов или близкий к нему, когда bL = bC (по амперметру, включенному в неразветвленную часть цепи, установить минимальное значение тока), затем, изменяя величину емкости, обеспечить режимы индуктивного и емкостного характера нагрузки. Данные экспериментов свести в таблицу 20, просчитать необходимые величины (указанные в таблице) и построить векторные диаграммы токов и напряжений для указанных режимов работы цепи, а также треугольники проводимостей и мощностей для всей цепи.

Таблица 20 – Таблица экспериментальных данных и определяемых

величин к 3 пункту эксперимента

Измерено
Режим работы цепи U, B I, A IR, A IК, A IC, A
Резонанс токов          

 

Продолжение таблицы 20

Измерено
Режим работы цепи U, B I, A IR, A IК, A IC, A
bL < bC          
bL > bC          

Продолжение таблицы 20

Вычислено
Режим работы цепи gK, Cм gR, Cм g, Cм bK, См bC, См ±b, См у, Ом Z, Ом ±φ, град IаК, A Iрк, A I а, A
Резонанс токов                        
bL < bC                        
bL > bC                        

 

 

Контрольные вопросы

 

1 Как определяются активные, реактивные и полные проводимости параллельных ветвей? Всей цепи?

2 Как проконтролировать в цепи с параллельным включением катушки, активного сопротивления и конденсатора установившиеся режимы работы цепи с емкостным и индуктивным характером нагрузки?

3 В чем заключается метод проводимостей для расчета параллельных цепей с R, L, C-элементами?

4 Как заменить цепь с параллельным включением катушки, резистора и конденсатора последовательной и параллельной схемой замещения, состоящей только из двух элементов? Как определить параметры такой схемы замещения, если считать известными все величины, изображенные на векторной диаграмме исходной цепи?

Литература

 

1 Рибалко, М. П. Теоретичні основи електротехніки. Лінійні електричні кола : підручник / М. П. Рибалко, В. О. Єсауленко, В. І. Костенко. – Донецьк : Новий світ, 2003. – C. 93-96.

2 Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи : учебник / Л. А. Бессонов. – 10-е изд. – М. : Гардарики, 2002. – С. 100-104. – ISBN 5 – 8297 – 0026 – 3.

Лабораторная работа 7

РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ

Цель работы: экспериментально проверить явление резонанса напряжений, полу­чить практические навыки в построении векторных диаграмм, графиков, частотных характеристик.