2.4.1.3. Определение параметров ёмкости

В схеме рис. 2.19 установим частоту источника ЭДС для данного опыта f=2000 Гц. Катушку индуктивности R_K и L_K заменим ёмкостью C, подключим её к зажимам 3 и 4. Установим новые масштабы разверток на осциллографе рис. 2.25 по времени -m_t = 0.1мс/дел; по напряжению, канал A - m_V1 = 50мВ/дел.

Таблица. 2.8

Исходные данные				Показания приборов
Е	f	φе	ω	UV1	IA1	P (UV2)	EМ	IМ	t2 – t1
В	Гц	град	рад./c.	В	А	Вт	B	A	мc
10	2000	0	12570

Расчёт схемы произведём кратковременным (1 - 3с.) нажатием кнопки пуск . Показания приборов записываем в соответствующие графы табл. 2.8.

Амплитудные значения ЭДС - E_М и тока - I_М, а также разность фаз между напряжением и током - φ_эо определим по осциллограммам, как для пункта 2.4.1.2.

Таблица. 2.9

Расчёт
Z	cosφ	φ	φэо	R	XС	С	I	UR	UС	S	Q
Ом	-	град	град	Ом	Ом	мкФ	А	В	В	ВА	ВАр

По данным проведенного эксперимента рассчитать значения величин приведённых в табл. 2.9. В таблице:

Z – модуль комплексного сопротивления ёмкости -

Z_С = U_V1 / I_A1 = .

Cos φ – коэффициент мощности - cos φ = P / (U_V1 I_A1).

φ – разница фаз между напряжением и током на ёмкости, определяемая по показанию амперметра и вольтметров -

φ = arcos {P / (U_V1 I_A1)}.

φ_эо – разница фаз между напряжением и током на катушке, определяемая по показанию осциллографа -

φ_эо = 360 f (t₂ – t₁) град.

R – активное сопротивление ёмкости - R = P / (I_A1)² –R_Ш.

X_С – реактивное сопротивление ёмкости -

Х_С = .

С – ёмкость конденсатора - С = 1 / (Х_С ω).

I – комплекс действующего значения тока - I =I_A1 φ.

U_R –комплекс действующего значения напряжения на резисторе R –

U_R = I_A1 R_K φ.

U_С – комплекс действующего значения напряжения на ёмкости X_С -

U_С = I_A1 Х_С (–90^о + φ).

S –полная мощность цепи - S = U_V1∙I_A1.

Q –реактивная мощность цепи - Q = S sin φ.

Рис. 2.26. Схема для исследования частотных свойств RL цепи.

По результатам моделирования и расчётов построить: векторную диаграмму напряжений и токов на конденсаторе; треугольник сопротивлений - Z, R и X_С и треугольник мощностей - S, P и Q.

Дальнейшие исследования проводятся по вариантам.