Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Описание лабораторной установки

В работе используется однофазная электрическая цепь синусоидального тока (рис. 3.21). к сети, при помощи пакетного выключателя и штепсельного разъема, подключается лабораторный автотрансформатор (ЛАТр), напряжение которого регулируется ручкой, расположенной сверху на корпусе.

Приемники электрической энергии расположены на лабораторном стенде – это катушка индуктивности и блок конденсаторов.

Рис. 3.21

Приближенные значения параметров катушки - число витков катушки w=2400, индуктивность L_K=0,5 Гн, активное сопротивление R_К=50 Ом. максимальная емкость батареи конденсаторов 34,75 мкФ. Емкость блока конденсаторов можно изменять от 0,25 до 34,75 мкФ: с шагом 0,25 мкФ, 0,5 мкФ, 1 мкФ, 2 мкФ, 4 мкФ или 10 мкФ.

Истинные значения параметров катушки и блока конденсаторов определяются в результате экспериментальных исследований приемников.

Измерительные приборы: амперметр Э59 0÷1 а - 1 шт.; Э95 0÷2 а – 1 шт.; вольтметр Э59 0÷600 в - 1 шт.; цифровой вольтметр – 1 шт.; настольный фазометр электродинамической системы для измерения угла сдвига фаз между напряжением и током.

Подготовка к выполнению работы

1. По учебникам, конспекту лекций повторить разделы «Электротехники», в которых рассматривается особенности электромагнитных процессов в цепях переменного тока и режимы работы однофазных синусоидальных электрических цепей.

2. Изучить порядок проведения исследований цепей с катушкой, конденсатором и последовательным соединением этих приемников.

3. В отчете по выполнению лабораторной работы начертить электрическую схему установки для исследования; подготовить таблицы для занесения экспериментальных и расчетных данных; выписать формулы, которые позволят определить параметры катушки, конденсатора; записать условие резонанса напряжений для расчета резонансной емкости конденсатора.

Программа выполнения работы

1. Собрать цепь по схеме рис. 3.21, а, б. Установить два значения напряжения 100 и 120 В. Записать показания приборов в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Измерено	Вычислено
U,B	I, A	j_к, град.	cos j	z_к, Ом	R_к,Ом	X_к,Ом	L_к, Гн	U_R_к, B	U_L, B


Среднее значение

Определить параметры катушки индуктивности для каждого значения напряжения и вычислить средние значения активного R_к и индуктивного X_к сопротивлений катушки, а также ее индуктивности L_к. Результаты расчета занести в табл. 3.1.

2. Произвести исследование влияния переменной емкости на свойства цепи с последовательным соединением катушки и конденсатора. Для этого:

а) собрать цепь по схеме рис. 3.21, а, в;

б) используя параметры катушки индуктивности из табл. 3.1, рассчитать величину емкости, при котором в цепи возможен режим резонанса напряжений;

в) установить на входе цепи неизменное значение напряжения 30÷60 В (по указанию преподавателя) и изменяя емкость батареи конденсаторов в пределах 6÷34,75 мкФ произвести по 3-4 измерения величин, приведенных в табл. 3.2, до резонанса и столько же после резонанса, особо отметив точку резонанса. Результаты опытов занести в табл. 3.2.

Первым по порядку выполняется опыт в режиме резонанса напряжений. Изменяя емкость батареи конденсаторов вблизи расчетной величины C₀, подбирают такое значение емкости, при котором угол сдвига фаз, измеряемый фазометром, будет равен (φ=0) или близкий к нулю. показания приборов записывают в четвертую строку табл. 3.2.

Сравнить рассчитанное значение резонансной емкости с полученным в опыте.

3. По результатам эксперимента:

а) построить в масштабе векторные диаграммы тока и напряжений для трех режимов: X_._L<X_C; X_L=X_C; X_L>X_C;

б) начертить кривые I, U_L, U_C, φ, = f (C) при изменении емкости в пределах значений, рассчитанных в табл. 3.2.

в) начертить зависимости X_L, X_C, z от ёмкости C.

Графики выполняются на миллиметровой бумаге цветными чернилами. По осям необходимо изобразить равномерные шкалы с цифровыми делениями и обозначениями в конце шкалы или вверху единиц измерения.

Особо отметить режим резонанса, проведя пунктирной линией вертикаль через точку С₀.

г) обосновать соответствие полученных результатов законам Ома и Кирхгофа в соответствии со схемой замещения цепи и по соответствующим уравнениям.

Таблица 3.2

№ опыта

Измерено

Вычислено

U, B

C, мкФ

I, А

U_К, В

U_С, В

± j, град.

cos j

z, Ом

R, Ом

X, Ом

X_L, Ом

X_C, Ом

C_Ф, мкФ

U_R, В

U_L, В

P, Вт

. .

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что означает понятие “синусоидальный ток в электрической цепи”?

2. Для каких целей используются действующие значения напряжений и токов?

3. Что называется углом сдвига фаз и как он определяется в цепи?

4. Экспериментальное определение параметров реальных элементов электрической цепи синусоидального тока.

5. Как рассчитать реактивное и полное сопротивление всей цепи, реактивные сопротивления конденсатора и катушки индуктивности?

6. Чему равны полные сопротивления катушки индуктивности и конденсатора в цепи лабораторной работы?

7. Поясните понятия: активная мощность, полная мощность, реактивная мощность, коэффициент мощности. Какой необходимо выбирать коэффициент мощности, и как этого можно добиться?

8. Поясните порядок построения векторной диаграммы для резистора, катушки индуктивности, конденсатора в цепи лабораторной работы.

9. Как по векторной диаграмме определить фазовый сдвиг между напряжением на зажимах цепи и протекающим в цепи током?

10. Расскажите про треугольник сопротивлений, напряжений и мощностей на примере цепи лабораторной работы, как они строятся и чем отличаются от векторных диаграмм напряжений и токов?

11. Запишите условие резонанса напряжений для исследуемой цепи.

12. Почему при резонансе напряжений фазовый сдвиг между напряжением и током на зажимах цепи равен нулю?

13. Почему фазовый сдвиг между напряжением и током при частоте ниже частоты резонанса является отрицательным, а при частоте выше частоты резонанса – положительным.

14. Поясните, почему возникают перенапряжения в цепи в режиме резонанса.

15. Расскажите, что вы знаете о резонансе токов и условиях его возникновения, роли резонанса в электротехнике.

16. Поясните полученные в работе построенные графики, а также сделанные вами выводы к ним.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910