Описание лабораторной установки
Реальная катушка индуктивности, батарея конденсаторов с выключателями смонтированы на стенде; измерительные приборы – вольтметр, амперметр и ваттметр настольного типа.
Объем исследований включает монтаж последовательного соединения элементов цепи однофазного синусоидального тока и измерение тока, мощности, напряжения при различных значениях емкости батареи конденсаторов.
Принципиальная схема последовательной цепи с измерительными приборами приведена на рис.3.2, а на рис.3.3 приведена схема замещения исследуемой цепи. На схеме замещения реальная катушка индуктивности представляется последовательным соединением резистивного элемента Rк (представляющего активное сопротивление проводов обмотки индуктивной катушки) и идеального индуктивного элемента Lк.
Рис. 3.1 Векторные диаграммы
Рис.3.2. Принципиальная схема неразветвлённой цепи однофазного синусоидального тока.
Рис.3.3. Схема замещения исследуемой цепи
Порядок выполнения работы.
4.1. Ознакомиться с оборудованием и приборами экспериментальной установки.
4.2. Произвести монтаж электрической цепи.
4.3. Определить цену деления вольтметра, амперметра, ваттметра.
4.4. Получить разрешение на подключение цепи к источнику питания.
4.5. Измерить величины, приведенные в таблице 3.1 при различных значениях емкости батареи конденсаторов.
4.6. Представить полученные результаты исследований преподавателю и получить разрешение на монтаж электроцепи.
Таблица 3.1.
Результаты измерений и вычислений
№№ опытов | Результаты измерений | Результаты вычислений | ||||||||
I, A | P, Вт | Uк, В | UC, B | C, мкФ | φ | сosφ | QC, ВАр | xC, Ом | S, ВА | |
Обработка результатов эксперимента.
По результатам эксперимента рассчитать все величины, указанные в таблице 1.
Построить графики зависимостей I, P, QC, cosφ, φ, S в функции емкости батареи конденсаторов.
Построить векторные диаграммы для первого опыта, последнего опыта и опыта, в котором резонанс напряжений.
Произвести анализ полученных графиков и сделать выводы по работе.
Вопросы и задания для самопроверки.
6.1. Определение резонанса напряжений.
6.2. Условия возникновения резонанса напряжений.
6.3. Закон Ома для последовательной цепи.
6.4. Объяснить, почему при резонансе напряжения ток максимальный.
6.5. В каких электрических устройствах используется явление резонанса напряжений.
6.6. Что характеризует коэффициент мощности?
6.7. Чем опасен резонанс напряжений для элементов цепи?
6.8. Активная, реактивная и полная мощности.