![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Часть I
- •Предисловие
- •Порядок проведения лабораторных работ
- •Оформление отчета
- •1. Основные теоретические сведения
- •1.1. Законы Кирхгофа
- •1.2. Потенциальная диаграмма
- •1.3. Принцип наложения. Метод наложения
- •1.4. Теорема об эквивалентном генераторе (активном двухполюснике)
- •2. Пояснения к лабораторной установке
- •3. Порядок выполнения работы
- •3.1. Исследование источника напряжения
- •3.2. Исследование источника тока
- •3.3. Экспериментальная проверка принципа наложения и законов Кирхгофа
- •3.3.2. Измерить токи и напряжения в цепи при действии только второго источника (источник отключить переключателем п1, зашунтировав участок цепи аd). Измерить эдс источника .
- •3.4. Исследование распределения потенциала вдоль контура
- •3.5. Опытная проверка теоремы об эквивалентном генераторе
- •4. Содержание отчета
- •Контрольная карта к лабораторной работе № 1
- •1. Основные теоретические сведения
- •1.1. Синусоидальные токи и напряжения
- •1.2. Векторные диаграммы
- •1.3. Активное сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока
- •1.4. Эквивалентные схемы приемников электроэнергии
- •1.5. Последовательное соединение катушки индуктивности и конденсатора
- •1.6. Параллельное соединение катушки индуктивности и конденсатора
- •1.7. Построение векторных диаграмм по результатам эксперимента
- •2. Пояснения к лабораторной установке
- •3. Порядок выполнения работы
- •3.1. Определение параметров эквивалентной схемы катушки индуктивности
- •3.2. Последовательное соединение катушки индуктивности и конденсатора. Резонанс напряжений
- •3.3. Параллельное соединение катушки индуктивности и конденсатора. Резонанс токов
- •4. Содержание отчета
- •Контрольная карта к лабораторной работе № 2
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
1. Основные теоретические сведения
1.1. Синусоидальные токи и напряжения
Наибольшее распространение в электротехнике получили синусоидальные ЭДС, токи и напряжения. Источниками синусоидальных ЭДС являются генераторы переменного тока, принцип действия которых основан на явлении электромагнитной индукции.
Синусоидальные ЭДС, токи, напряжения могут быть представлены выражениями
,
,
,
где
,
,
–
соответственно мгновенные значения
ЭДС, тока, напряжения;
,
,
–
соответствующие амплитудные значения
ЭДС, тока, напряжения;
–
угловая
частота;
–
период
синусоидальной функции;
–
частота;
(
),
(
),
(
) –
фазовые углы или фазы функций;
,
,
–
начальные фазы.
Графики
синусоидально изменяющихся ЭДС, тока,
напряжения, имеющих одинаковый период
изменения, но различные начальные фазы
(
,
,
)
приведены на рис. 1.
Рис. 1
Наряду с мгновенными и амплитудными величинами используются понятия о среднем и среднеквадратичном (действующем) значениях переменного тока, напряжения, ЭДС. Например,
– среднее
значение тока;
–
действующее значение тока.
Для синусоидального тока
,
.
1.2. Векторные диаграммы
Синусоидально
изменяющиеся функции могут быть
изображены с помощью векторов
,
,
,
вращающихся с угловой скоростью
против
хода часовой стрелки. На рис. 2 за начало
отсчёта углов выбрана ось ОМ.
В начальный момент времени вектор
,
изображающий ток
,
составляет с осью ОМ
угол
;
через время
–
угол
.
Проекция
на ось ON
для этого момента времени равна
.
А
Рис.
2
Совокупность
векторов, изображающих синусоидально
изменяющиеся токи, напряжения,
ЭДС некоторой электрической цепи,
называется векторной диаграммой.
Векторные диаграммы строятся для момента
времени
.
Так как при рассмотрении векторных
диаграмм существенным является только
взаимное расположение векторов, то
начальная фаза одного из них может быть
принята равной нулю.
1.3. Активное сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока
Активное
сопротивление
(
).
Для любого момента времени соотношение
между током и напряжением в активном
сопротивлении (рис. 3, a)
определяется законом Ома:
.
а б
Рис. 3
При синусоидальном напряжении на зажимах сопротивления (начальная фаза напряжения принята равной нулю) ток в сопротивлении также синусоидален
и совпадает по фазе с напряжением.
Соответственно для амплитудных и действующих значений токов и напряжений имеем:
,
.
На рис. 3, б представлена векторная диаграмма напряжения и тока.
Индуктивность
(
).
Синусоидальный
ток
индуктивности (рис. 4, а)
вызывает ЭДС самоиндукции
,
уравновешивающую приложенное напряжение
.
Анализ
этих выражений показывает, что напряжение
опережает по фазе ток на угол
,
ЭДС отстаёт от тока на угол
,
кроме того,
,
.
Величина
,
имеющая размерность сопротивления,
называется индуктивным сопротивлением.
Векторная диаграмма напряжения, ЭДС и тока показана на рис. 4, б.
а б
Рис. 4
Емкость
.
Синусоидальное напряжение
на зажимах конденсатора (рис. 5, а)
вызывает в нем ток
,
опережающий
приложенное напряжение по фазе на угол
.
При этом
,
.
Величина
,
имеющая размерность сопротивления,
называется емкостным сопротивлением.
Векторная диаграмма напряжения и
тока показана на рис. 5, б.
а б
Рис. 5