ваттметр
lr2
Для того, чтобы вернуться к содержанию, нажмите
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Последовательное соединение элементов в цепи синусоидального тока
Цель работы: изучение неразветвлённой цепи переменного тока, содержащий резистивный, индуктивный ваттметр емкостной элементы; построение векторных диаграмм напряжений ваттметр тока, ваттметр треугольников сопротивлений ваттметр мощностей; исследование резонанса напряжений, снятие резонансных кривых при переменной; определение на опыте соотношения между сопротивлениями отдельных участков ваттметр падениями напряжения на них, между активными ваттметр реактивными мощностями.
Рабочее задание
1. Ознакомиться с оборудованием лабораторного стенда в комплексе Electronics Workbench ваттметр приборами, применяемыми в работе.
2. Собрать схему (рис. 2.1) Включить цепь, установить необходимое напряжение. Измерить ток, напряжение ваттметр активную мощность цепи. Результаты записать в табл. 2.1.
3. Заменить катушку индуктивности конденсатором ваттметр повторить опыт п.2. Результаты записать в табл. 2.1.
4. По результатам опытов рассчитать сопротивления, индуктивность, емкость, мощность, cosφ. Результаты расчета записать в табл.2.1.
5. С учетом масштабов построить векторные диаграммы действующих значений тока ваттметр напряжений для исследуемой цепи.
6. С учетом масштабов построить треугольники сопротивлений ваттметр мощностей.
7. Собрать цепь (рис. 2.4) Включить цепь (рис. 2.4), установить необходимое напряжение на ее зажимах. При различных значениях емкости конденсатора измерить ток, напряжения на участках цепи ваттметр активную мощность. В табл. 2.1 вписать показания приборов для нескольких значений емкости конденсатора, в том числе для резонанса напряжений.
8. Индуктивное сопротивление катушки индуктивности ваттметр емкостное сопротивление конденсатора.
9. Рассчитать активную ваттметр индуктивную составляющие вектора напряжения на катушке индуктивности: URk ваттметр UL.
10. Рассчитать индуктивную, емкостную ваттметр полную мощности цепи: QL, QC ваттметр S.
11. Рассчитать косинус угла сдвига фаз между векторами тока ваттметр напряжениями на входе цепи (cosφ) ваттметр определить угол φ. Результаты всех расчетов записать в табл. 2.1.
12. По результатам опытов построить резонансные кривые I, Ua, UL, UC ваттметр φ=f(XC) в одной системе координат, ваттметр P, QL, QC, S=f(XC) в другой системе координат.
13. С учетом масштабов построить векторные диаграммы для трех различных режимов исследуемой цепи: XLXC.
14. Дать краткий анализ результатов опыта ваттметр расчетов.
Творческое задание
Собрать цепь из двух последовательно соединенных катушек индуктивности ваттметр двух резисторов. Подключить ее к источнику переменного напряжения. Снять величины напряжений на всех элементах схемы. Записать второй закон Кирхгофа для исследуемой цепи, построить топографическую диаграмму.
Методические указания
К пункту 1
Для изучения неразветвленной цепи переменного тока используется стенд, имеющий в своем составе источник переменного регулируемого напряжения, резистор катушку индуктивности с ферромагнитным сердечником, работающую в линейном режиме, набор конденсаторов, измерительные приборы – приборы – ваттметр, амперметр, вольтметр. Указанные приборы включаются по схемам, приводимым далее.
К пунктам 2, 4-6
Последовательное соединение резистивного ваттметр реактивного элементов изучается по схеме рис. 2.1.
Рис.2.1
В цепи, содержащей резистивный ваттметр индуктивный элементы, активная составляющая Uа вектора напряжения U cовпадает с вектором тока, ваттметр реактивная составляющая UL опережает вектор тока на угол 900 (рис. 2.2,а).
Полное напряжение равно геометрической сумме напряжений на отдельных участках:
(2.1)
и опережает вектор тока на угол φ.
Векторные диаграммы ваттметр треугольники сопротивлений ваттметр мощностей для цепи с последовательным соединением резистивного ваттметр индуктивного элементов приведены на рис. 2.2.
а) б) в)
Рис 2.2
Полное сопротивление цепи
(2.2)
содержит активную ваттметр индуктивную составляющие:
, (2.3)
где Rk – активное сопротивление катушки индуктивности.
Полная мощность цепи
, (2.4)
где P=UaI – активная мощность; QL=ULI – реактивная мощность.
Формулы для расчета мощностей:
. (2.5)
На основе векторной диаграммы напряжений можно построить треугольники сопротивлений ваттметр мощностей (рис.2.2,б,в).
Токи в цепях можно определить по формуле
(2.6)
К пунктам 3-6
В цепи, содержащей резистивные ваттметр емкостные элементы, векторные диаграммы напряжений ваттметр треугольники сопротивлений ваттметр мощностей будут иметь отрицательный угол φ, т.е. вектор тока будет опережать вектор напряжения (рис. 2.3).
Рис. 2.3
Таблица 2.1
N опыта
Результаты измерений
Результаты вычислений
U
I
P
UR
Uk
Uc
Z
R
Rk
XL
Zk
L
cosφ
Xc
C
S
Q
Ua
U
В
А
Вт
В
В
В
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Гн
-
Ом
мкФ
ВА
Вар
В
В
Рассмотрев векторную диаграмму напряжений ваттметр треугольники сопротивлений ваттметр мощностей (см. рис. 2.3), можно записать формулы для цепи, содержащей резистивный ваттметр емкостный элементы:
(2.7)
Емкостное реактивное сопротивление
. (2.8)
Угол φ определяют из прямоугольных треугольников, рассмотренных выше, по формулам:
(2.9)
где Up, X, Q – напряжение на реактивном элементе, его сопротивление ваттметр мощность.
Последние формулы позволяют связать активное ваттметр реактивное сопротивления, напряжения ваттметр мощности с помощью тригонометрических функций:
R=Zcosφ ; X=Zsinφ; P=Scosφ;
Up=Usinφ; Ua=Ucosφ; Q=Ssinφ . (2.10)
Особое значение имеет cosφ, который называется коэффициентом мощности ваттметр входит в формулу активной мощности:
P=UIcosφ. (2.11)
К пункту 7
Резонанс изучается по схеме рис. 2.4.
Рис.2.4.
Резонансом напряжений называют такой режим работы неразветвленной электрической цепи, содержащей участки с катушкой индуктивности ваттметр конденсатором (рис.2.4), при котором разность фаз напряжения на зажимах цепи ваттметр тока равна нулю. При этом модули сопротивлений реактивных элементов равны между собой:
(2.12)
Резонанс можно получить изменением частоты питающего напряжения, индуктивности или емкости цепи. Частота питающего напряжения, при которой возникает резонанс:
(2.13)
В лабораторной работе резонанса добиваются изменением емкости конденсатора.
В случае резонанса напряжений реактивное сопротивление цепи X=XL−Xc=0, следовательно, полное сопротивление цепи равно активному:
(2.14)
При резонансе
(2.15)
где P,U,I – показания соответственно ваттметра, вольтметра ваттметр амперметра.
При резонансе напряжений ток в цепи максимален, что позволяет на опыте фиксировать точку резонанса по показаниям амперметра.
Падение напряжения на реактивных элементах равны между собой:
(2.16)
кроме того,
(2.17)
т.е. при XL=Xc>R+Rk напряжения на активных элементах цепи будут больше напряжения на зажимах цепи. Поскольку катушка не идеальная, то напряжение на ней будет еще больше:
(2.18)
Векторы напряжений UL ваттметр Uc сдвинуты относительно друг друга на угол 1800, поэтому взаимно компенсируются при сложении:
(2.19)
Реактивные мощности катушки ваттметр конденсатора также равны между собой:
(2.20)
Полная мощность будет иметь активный характер,
(2.21)
К пункту 8
Для определения параметров катушки индуктивности можно использовать следующие формулы:
− полное сопротивление;
− активное сопротивление;
− индуктивное сопротивление.
К пункту 9
Активную ваттметр индуктивную составляющие вектора напряжения на катушке индуктивности можно вычислить по формулам:
(2.22)
К пункту 10
Для расчета индуктивной, емкостной ваттметр полной мощностей цепи можно применить следующие выражения:
QL=ULI; QC=UCI; S=UI. (2.23)
К пункту 11
Косинус угла сдвига фаз между вектора тока ваттметр напряжения на входе цепи можно определить по показаниям ваттметра, вольтметра ваттметр амперметра.
(2.24)
Переходите к ответам на контролбные вопросы.
Для того, чтобы вернуться к содержанию, нажмите
разделы
бак накопитель
шелкография
купить видеокарту
персонализация карта
thuraya
автобетононасосы
telecomfm gsmphone
подбор холодильный камера
штендеры
скачать длинный нард
sharp ar-m205
электрокардиограф
ароматный мир
сглаз
5440.16 (крышка)
базовый шпатлевка
перевод испанский
вакуумный упаковочный
доставка дров
rittal
микросреда компания
обрезание
доставка санкт
ppg краска
купить актуатор
юр.адрес
укрепление откос
доставка кулеров
заказать обед
вино заказ
вызов врач
купить каболка
изготовление презентация
купить электрооткрывалку
грунт стяжка
купить раструб
врач акушер гинеколог
магнитный доска
kiev apartments service
этнический психология
ожирение
брусок алмазный
проходить осмотр гинеколог
ваттметр