Расчет электротехнических цепей Законы Ома и Кирхгофа Резонансные явления Понятие трехфазной системы Двигатели постоянного тока Трехфазные трансформаторы Исследование выпрямителя генератора Измерение энергии

Лабораторная работа № 3 Исследование цепи переменного тока с параллельным соединением индуктивного, емкостного и активного сопротивлений

Цель работы: познакомиться с распределением токов при параллельном включении катушки индуктивности, конденсатора и ламп накаливания. Получить резонанс токов и приобрести навыки в построении векторных диаграмм.

Приборы и оборудование:

– источник переменного тока с регулируемым напряжением;

– амперметр электромагнитный с пределом 1 А, 4 шт.;

– вольтметр электромагнитный с пределом 150 В;

– ваттметр электродинамический с пределом 1 А, 150 В;

– ламповый реостат и батарея конденсаторов;

– катушка индуктивности с сердечником;

– соединительные провода 20 шт.

Порядок выполнения работы

1. Собрать электрическую схему и представить для проверки преподавателю (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Электрическая схема

2. Включить цепь и измерить напряжение, токи и мощность при трех положениях сердечника в катушке. Второе положение сердечника должно соответствовать резонансу тока, когда из сети потребляется минимальный ток. Результаты измерений записать в табл. 3.4.

3. Выполнить расчет параметров схемы по формулам:

РЛ= U IЛ;  ZК= U/IК; РK= Р – РЛ; RK= РK /IK2; Xк=; XC=U/IC,

gК = RK/ Z; bК= Xк / Z; bC=1/ XC; ; ;

у=, Iа = Ugк; IL= Ubк; ,

где Iа  и IL – активная и реактивная составляющие тока  катушки.

Результаты вычислений записать в табл. 3.4.

Таблица 3.4

Результаты измерений и вычислений

Положение

сердечника

Измеренные

Вычисленные

U,

В

I,

А

Iк,

А

Ic,

А

Iл,

А

P,

Вт

Рл,

Вт

Zк,

Ом

Rк,

Ом

Xк,

Ом

Xc,

Ом

gк,

bк,

bc,

gл,

у,

Iа,

А

IL,

А

Полностью введен

Частично введен

Полностью выведен

4. Построить в масштабе векторные диаграммы токов и треугольники проводимостей для всех опытов. Пример построения дается на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Векторная диаграмма токов и треугольник проводимостей

5. Исследовать на ЭВМ для режима резонанса токов зависимость емкости конденсатора от сопротивления ламп, включенных последовательно с емкостью. Для данных параметров схемы определить токи ветвей в этом режиме и построить зависимость С = ¦ (Rл).

Контрольные вопросы

1. Почему при резонансе токов коэффициент мощности равен единице ?

2. При каком условии возникает резонанс токов ?

3. Где применяется явление резонанса токов ?

4. Могут ли токи в отдельных ветвях при резонансе превышать общий ток и от чего это зависит ?

Приемники электрической энергии делятся на пассивные и активные. Пассивными называют приемники в которых под действием приложенного напряжения не возникает ЭДС. Вольтамперные характеристики пассивных приемников проходят через начало координат. При отсутствии напряжения ток этих элементов равен нулю. Основной характеристикой пассивных элементов является сопротивление. Пассивные элементы, сопротивление которых не зависит от приложенного напряжения, называются линейными. Реально таких элементов не существует. Но весьма близки к ним резисторы, реостаты, лампы накаливания и др. Зависимость напряжения от тока в таких элементах определяется законом Ома, т.е. U = IR, где R - сопротивление элемента. Эта зависимость не меняется, если напряжение и ток - переменные.
Расчет электротехнических цепей Лабораторные работы и решение задач