Uploaded by guess_who13

Электротехника, лабораторная работа

advertisement
Министерство науки и высшего образования Российской федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
Учреждение высшего образования
ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Исследование цепей синусоидального тока с конденсатором и
индуктивной катушкой
Отчет по лабораторной работе № 1
По дисциплине Электротехника и электроника
Выполнил
Студент
(подпись)
И. О. Фамилия
Принял
К.т.н., доц.
(подпись)
И. О. Фамилия
Иркутск 2019
Цель – исследование режимов работы цепей синусоидального тока с
последовательным параллельным соединениями конденсатора и индуктивной
катушки.
Программа работы
1. Исследовать неразветвленную цепь синусоидального тока,
содержащую конденсатор и индуктивную катушку, в трех режимах:
XL = XC; XL > XC; XL < XC.
2. Исследовать разветвленную цепь синусоидального тока с
параллельным соединением конденсатора и индуктивной катушки в трех
режимах:
BL = BC; BL > BC; BL < BC.
3. Построить векторные диаграммы напряжений и токов для всех
режимов работы цепи с последовательным и параллельным соединением
конденсатора и индуктивной катушки.
4. Рассчитать для каждого режима параметры цепи.
Оборудование лабораторной электрической установки
1. Лабораторная установка для исследования однофазной цепи
переменного тока с последовательным соединением конденсатора и
индуктивной катушки (рис. 1),
C
̴ 36 B
L, R
Рисунок 1 – Лабораторная установка с последовательным соединением
конденсатора и индуктивной катушки
где A – амперметр с номинальным значением тока 3 А;
V – вольтметр с номинальным значением напряжения 50 В;
V1 и V2 – вольтметры с номинальным значением напряжения 250 В;
R, L – индуктивная катушка с активным сопротивлением
индуктивностью L;
С – конденсатор.
R и
2
2. Лабораторная установка для исследования однофазной цепи
переменного тока с параллельным соединением конденсатора и индуктивной
катушки (рис. 2),
̴ 127 B
C
L,
R
Рисунок 2 – Лабораторная установка с параллельным соединением
конденсатора и индуктивной катушки
где A – амперметр с номинальным значением тока 1 А;
А1 и А2 – амперметры с номинальным значением тока 3 А;
V – вольтметр с номинальным значением напряжения 250 В;
R, L – катушка с индуктивностью L активным сопротивлением R;
С – конденсатор.
Методические указания по выполнению работы
1. Ознакомиться с лабораторным стендом.
2. Собрать электрическую цепь по схеме (см. рис. 7), после проверки ее
преподавателем включить в сеть с напряжением 36 В.
3. Изменяя индуктивность катушки перемещением ее по сердечнику при
неизменной емкости, произвести измерения для режимов:
XL = XC; XL > XC; XL < XC.
Показания приборов для каждого режима занести в таблицу 1. Выделить
резонанс напряжений.
4. Собрав электрическую цепь по схеме (рис. 8) и после проверки ее
преподавателем включить в сеть с напряжением 127 В.
5. Изменяя величину емкости конденсатора при постоянной
индуктивности или изменяя величину индуктивности при постоянной емкости,
произвести измерения для трех режимов:
BL = BC; BL > BC; BL < BC.
Показания приборов занести в таблицу 2.
3
Режим
Таблица 1
Данные
измерений
I
A
U
B
U1
B
U2
B
Данные из
векторных
Результаты вычислений
диаграмм
UR UL
φ
R XL XC X
Z
C
L cosφ
B B град Ом Ом Ом Ом Ом мкФ Гн
1
2
3
Режим
Таблица 2
Данные измерений
U
В
I
А
I1
А
I2
А
Данные из векторных
Результаты вычислений
диаграмм
Ia
Ip I2a I2L
φ
G BC BL Y cosφ
А
А
А
А град См См См См
1
2
3
Указания к построению векторных диаграмм
Векторные диаграммы дают наглядное представление о режимах работы
электрической цепи. Различают векторные диаграммы напряжений и токов. Для
последовательной цепи строится векторная диаграмма напряжений, а для
параллельной цепи – векторная диаграмма токов. При построении векторных
диаграмм необходимо выбрать и указать масштабы:
mU - масштаб для напряжений; m1 – масштаб для токов.
Векторная диаграмма напряжений
Векторная диаграмма напряжений строится по данным измерений U, U1,
U2 (см. рис. 7, табл. 1) по уравнению U = U1 + U2.
Целью ее построения является определение активной UR и реактивной UL
составляющих напряжения на катушке и угла сдвига фаз φ между напряжением
на входе цепи и током.
Порядок построения векторной диаграммы напряжений
1. Провести вектор тока I, который является одним и тем же для всех
элементов цепи.
2. Провести вектор напряжения U1 = UС, отстающий от вектора тока I на
угол 90°.
4
3. Из начала вектора U1 сделать циркулем засечку радиусом, равным
напряжению U, а из конца вектора U1 – засечку радиусом, равным напряжению
U2. Точку пересечения засечек соединить с началом и концом вектора U1,
определив направление векторов U и U2.
4. Перенести вектор U2 в начало вектора U1.
5. Разложить вектор U2 и на активную UR и реактивную UL
составляющие, спроектировав вектор U2 на вектор I.
6. С учетом масштаба mU определить величины напряжений UR и UL, где
UR = OB · mU; UL = AB · mU.
5
Векторная диаграмма токов
Векторная диаграмма токов строится по данным измерений I, I1, I2 (см.
рис. 8, табл. 2) по уравнению: I = I1 + I2.
Целью построения векторной диаграммы является определение активной
Ia и реактивной Ip составляющих тока неразветвленной части цепи, активной I2a
и реактивной I2L составляющих тока катушки I2 и угла сдвига фаз между
напряжением U и током I.
Порядок построения векторной диаграммы токов
1. Провести вектор напряжения U, который является одним и тем же для
обеих параллельных ветвей.
2. Провести вектор тока I1 = IC, опережающий вектор U на 90°.
3. Из начала вектора I1 сделать циркулем засечку радиусом, равным току
I, а из конца вектора I1 – засечку радиусом, равным току I2. Точку пересечения
засечек соединить с началом и концом вектора I1, определив направления
векторов I и I2.
4. Перенести вектор I2 в начало вектора I1.
5. Разложить векторы I и I2 на активные Ia и I2a и реактивные Ip и I2L
составляющие, спроецировав векторы I и I2 на линию, перпендикулярную
вектору напряжения U.
6. Учитывая масштаб mI, определить величины токов Ia, Ip, I2a, I2L:
Ia = ДВ · mI; Ip = ОД · mI; I2a = AC · mI; I2L = OC · mI.
6
Download