2_3_lineynye-elektricheskie-tsepi-sinusoidal-nogo-toka (Цепи синусоидального тока 1), страница 2

2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА Стенд (рис. 9) содержит: ®5'7 ®58 Рис. 9 бЗ вЂ” регулируемый источник синусоидального напряжения 0...250 В частотой 50 Гц. Регулирование осуществляется рукояткой, расположенной в правом углу рабочего стола; 55 — тумблер источника 6З; 57,58 — нормально замкнутые кнопки, защищающие приборы от перегрузок. П1.. П4 — потребители с различным характером нагрузки; 11 — катушка индуктивности; С1 — батарея конденсаторов, соединенных параллельно с помощью выключателей 59...518. Емкость конденсаторов указана в микрофарадах. РУЗ...РМ5 — вольтметры на 150 В; РУб — вольтметр на 50 В; РАЗ,РАб,РА9 — амперметры на 2 А; РА4, РА7,РА10 — амперметры на ЗА; РА5, РА8 - амперметры на 1 А с шунтирующими нормально замкнутыми кнопками 57 и 58.

з. зАддния и порядок выполнения Рдьоты Задание 1. Исследовать свойства электрической цепи синусоидального тока при последовательном соединении катушки индуктивности и конденсатора (резонанс напряжений). 1.1. Собрать электрическую схему согласно рис. 10. Ваттметр включить в цепь с использованием обмотки напряжения на 75 В, обмотки тока — на 5 А. Предъявить схему на проверку преподавателю.

1.2. Перед включением электрической цепи убедиться, что ручка лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа) находится в крайнем левом положении (против часовой стрелки), т. е. на нуле. Включив тумблер 55, установить в цепи напряжение У ( на вольтметре РЧб), равное 40 В. 1З. Изменяя емкость батареи конденсаторов С1, установить в цепи резонанс напряжений, которому соответствует максимальное значение тока г', измеряемое амперметром РА4 (примерно 3 А), амперметром РА5 (примерно 1 А) измеряются токи меньше 1 А.

1.4. Точность настройки на резонанс проверить по коэффициенту мощности р сов(гр) = — вычислив сначала цену деления ваттметра: Вт и„,.[„„ Дел 150 Рис. 10 Результаты всех измерений (О, г', ЕГг, Уо Р) п. 1.3 занести в табл. 1, в строку С = Сггз. 1.5. Провести аналогичные измерения для случаев С> Сргз и С < Сргз. Показания всех приборов, особенно вольтметров РУЗ, РУ4, должны быть при этом замеряемыми, т. е. не меньше 50 В (до 50 В шкала вольтметров нелинейна и для измерения напряжений менее 50 В необходим более точный прибор). Напряжение с! = 40 В поддерживать постоянным.

Результаты измерений занести в табл. 1. 1.6. По результатам измерений пп. 1.3, 1.5 вычислить 5, 2, Хс. сов(ср) и занести их в табл. 1. 1.7. Для цепи, находящейся в состоянии резонанса (С = Срс1), провести необходимые вычисления параметров из табл. 2. Результаты вычислений занести в табл. 2.

1.8. По результатам проведенных измерений и вычислений (см. табл. 1) построить графики зависимостей: 1) с(Хс), ((Хс), сов(гр(Хс)) (в одних осях координат); 2) Р(Хс) и 5(Хс) (в одних осях координат). 1.9. Сделать вывод о том, как зависят 2, I, сов(гр), Р и 5 от емкостного сопротивления конденсатора Хс. 1.10. Построить векторные диаграммы цепи (в масштабе) для трех случаев С> Сррь С = Среза С < Срсз, пояснив их уравнением, составленным согласно второму закону Кирхгофа. 1.11.

Определить характер эквивалентной нагрузки цепи и указать его под каждой векторной диаграммой. Задание 2. Экспериментально определить характер эквивалентной нагрузки потребителей электрической энергии. 2.1. Собрать электрическую схему (рис. 11), подключить потребитель Ш. Ватгметр подключить в цепь, задействовав обмотку напряжения на 150 В, обмотку тока - на 5 А. Предъявить схему для проверки преподавателю. Рис. 11 2.2. Перед включением электрической цепи убедиться, что ручка ЛАТРа находится на нуле (в крайнем положении против хода часовой стрелки). Подключив источник 63, установить У = 100 В (вольтметр Р)гЗ -150 В). Пересчитать цену деления ваттметра. При отключенной батарее конденсаторов измерить и записать в табл. 3 значения напряжения Ц тока! и активной мощности Р для потребителя П1.

2.3. Определить характер изменения тока неразветвленной части цепи, включая кратковременно на 1-3 с небольшой по емкости конденсатор (5 мкФ). Наблюдения за характером изменения тока занести в соответствующий столбец табл. 3 (уменьшается или увеличивается). 2.4. Определить характер эквивалентной нагрузки потребителя П1.

По характеру изменения тока она может быть активной (Я), емкостной (С), активно-емкостной (й-С) или активна-индуктивной (й-Ц. Результаты наблюдений занести в табл.3. 2.5. Рассчитать значения полного 2п, активного Ял и реактивного Хп сопротивлений потребителя, значения его индуктивности 1 или емкости С, а также полной 5п и реактивной Ол мощностей, коэффициента мощности, соз(гр), фазного угла гр. Результаты занести в табл. 3. 2.6. Провести аналогичные измерения и расчеты для потребителей П2, ПЗ, П4, включая их в цепь по очереди, не забывая, что при переключениях потребителей источник питания должен быть отключен. Результаты измерений и расчетов занести в табл.

3. 2.7. Построить в масштабе векторные диаграммы для каждого потребителя, указав на них векторы токов и напряжений, а также угол сдвига фаз гр и характер нагрузки. Использовать данные проведенных измерений и расчетов. 2.8. Характер нагрузки потребителей указать рядом с векторной диаграммой. Задание 3. Исследовать режим резонанса токов. 3.1. Рассчитать для потребителя с активно-индуктивной нагрузкой значение емкости конденсатора, который при параллельном подключении к данному потребителю обеспечит в исследуемой цепи режим резонанса токов, а также значения общего тока!, его активную составляющую 4, и значения тока!с в ветви с конденсатором для цепи, настроенной в резонанс.

Результаты занести в табл. 4. 3.2. Убедиться в наличии резонанса токов в цепи, включив в схему потребитель с (Я-~) нагрузкой, выставив в батарее конденсаторов С1С = Сргз и установив в цепи 0 = 100 В. Показания приборов занести в табл. 4. З.З. Проверить наличие резонанса в исследуемой цепи по анализу значения сов(гр) и занести его в табл. 4. 4.

ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ Отчет составляется индивидуально каждым студентом. Он должен содержать: 1) титульный лист с названием работы, ФИО студента, индекс группы и дату выполнения; 2) принципиальные схемы исследуемых цепей, выполненных в соответствии с ЕСКД; 3) таблицы экспериментальных данных; 4) графики экспериментально снятых зависимостей, векторные диаграммы и обусловленные заданием расчеты. .