Инструкционная карта по выполнению лабораторной работы № 7

2. Тема работы: « Исследование неразветвленной электрической цепи переменного тока с активным и индуктивным сопротивлением».

3. Цель работы: Ознакомиться с процессами, возникающих в неразветвлённых электрических цепях переменного тока c активным и индуктивным сопротивлениями. Научиться определять активную, реактивную и полную мощности в цепи переменного тока, вычислять коэффициент мощности, строить векторные диаграммы.

4. Материально-техническое оснащение: Лабораторный стол с комплектом оборудования, электроизмерительные приборы и соединительные провода.

5. Теоретическая часть:

Переменным называется электрический ток, величина и направление которого изменяются во времени.

Синусоидальный переменный ток часто изображают вращающимися векторами. Это позволяет упростить расчеты цепей переменного тока с помощью векторных диаграмм. Совокупность нескольких векторов, изображающих синусоидальные величины одной частоты называют векторной диаграммой. При последовательном соединении элементов строится векторная диаграмма напряжений U, за основной вектор, на котором строится диаграмма, принимается вектор силы тока I.

Для построения векторной диаграммы выберите масштаб для силы тока и напряжений.

Построение векторной диаграммы начните с вектора тока , длину которого нужно откложить по горизонтали, в соответствии с выбранным масштабом.

Известно, что в цепи с активным сопротивлением ток и напряжение совпадают по фазе, поэтому вектор падения напряжения на активном сопротивлении откладываем по вектору тока, (т.е. вдоль вектора тока отложить длины векторов напряжений на активных сопротивлениях и , в соответствии с масштабом). (См. эквивалентную схему цепи).

В цепи с индуктивностью ток отстает от напряжения на угол j=90°. (Вектор напряжения опережает вектор тока I на ).

Поэтому вектор падения напряжения на индуктивном сопротивлении откладываем на диаграмме под углом 90° к вектору тока, (т.е. от конца вектора перпендикулярно вверх). Соединив начало вектора и конец вектора , получаем вектор напряжения, приложенного к зажимам цепи . Необходимые соотношения между напряжениями цепи отдельных участков можно определить из эквивалентной электрической схемы опыта.

Т.о. или , или , или

На построенной векторной диаграмме измерьте транспортиром угол φ. Убедитесь, что расчетные значения угла φ в таблице вычислений совпадают с диаграммой.

Примерный вид векторной диаграммы.

6. Практическая часть:

6.1. Техника безопасности при выполнении работы: Перед выполнением сборки цепей убедитесь, что лабораторный стол обесточен, ЛАТР установлен в положение «0 переменный ток». При выполнении работы запрещается прикасаться к неизолированным проводам, соединительным зажимам и другим частям цепей, которые могут оказаться под напряжением. При возникновении во время выполнения работы неисправностей оборудования или приборов следует немедленно выключить напряжение питания (красная кнопка на лабораторном столе) и сообщить о неисправности преподавателю. После сборки электрическую цепьпоказать преподавателю для проверки.Любые изменения в схеме производить после отключения питания.

6.2. Описание выполнения задания:

Ознакомьтесь с измерительными приборами; определите предел измерения и цену деления приборов, их технические характеристики

Схема электрической цепи.

Таблица 1.

Расчетные формулы

1). Перечертить в отчет схемы электрических цепей и таблицу.

2). Выполнить необходимые расчеты и записать их в таблицу 1.

3) Построить на миллиметровой бумаге векторную диаграмму напряжений для каждого опыта.

4). Ответить на контрольные вопросы.

5). Проанализировать результаты и сделать выводы.

6.4. Контрольные вопросы:

1. Дать определение индуктивного сопротивления. От чего оно зависит? В каких единицах измеряется?

2. Чему равно действующее значение синусоидальных токов и напряжения, если известны их амплитудные значения?

3. Приведите формулу реактивного сопротивления цепи.

4. Запишите формулу полного сопротивления однофазной цепи переменного тока. Каковы особенности сопротивлений цепи при резонансе напряжений?

5. Чему равна активная и реактивная мощности в однофазной цепи переменного тока, и в каких единицах их измеряют?

6. Чему равна полная мощность в однофазной цепи переменного тока, и в каких единицах её измеряют?

7. Что такое коэффициент мощности? Чему он равен при резонансе напряжений? Какое явление называют резонансом напряжений?

6.5. Используемая литература:

1) «Основы электротехники и электроснабжение». Э. Свириденко, Ф. Китунович «Техноперспектива», Минск, 2008

2) «Общая электротехника с основами электроники». И.А. Данилов, П.М. Иванов М.,1999г.

3) «Общая электротехника с основами электроники» В.С. Попов, С.А. Николаев М.,1980