Предварительное задание
Каждый студент получает индивидуальное задание в виде карточки со схемами и номиналами электрической цепи лабораторного стенда. Студенты, получившие карточки с одним и тем же номером, объединяются при выполнении лабораторной работы в одну бригаду.
1.Для схемы рис.3.1 записать выражения для расчета параметров катушки rK, Xl , L1 , считая известными показания всех приборов.
2.Для схем рис. 3.2 и 3.3, считая заданными Е, f и номиналы элементов рассчитать:
показания приборов;
мгновенные значения тока и напряжений на элементах;
построить векторную диаграмму.
Результаты расчетов свести в табл. 3.2, 3.3.
З.Для схемы рис.3.4 рассчитать показания приборов, мгновенные значения тока и напряжений на элементах и построить векторные диаграммы для трех режимов входного сопротивления:
активно-индуктивного, когда реактивное входное сопротивление Xi=Xl-Xc (Xl и Хс рассчитаны по данным табл.3. 1);
активного, когда X = 0 (резонанс напряжения). Значение считаем известным из предварительного расчета, а значение емкостного сопротивления и емкости определяем из условия резонанса;
активно-емкостного, когда реактивное входное сопротивление X2=Xl-Xc; Хс и С определяем из условия |Х2| = |Х1|.
Результаты расчетов свести в табл. 3.4.
Рабочее задание
В данной лабораторной работе требуется: рассчитать параметры катушки индуктивности (гк, Xl, L)no данным измерений в электрической цепи, схема которой приведена на рис.3.1;
сравнить опытные и расчетные значения токов, напряжений на элементах и мощностей в электрических цепях, схемы которых приведены на рис.3.2 и 3.3;
сравнить опытные и расчетные «значения токов и напряжений на элементах в электрической цепи, изображенной на схеме рис.3.4, для трех режимов входного сопротивления (активно-индуктивного, активного и активно-емкостного);
рассчитать относительную погрешность всех измерений.
Измерение напряжения рекомендуется проводить одним вольтметром.
Измеренные |
Предполагаемые |
Рассчитанные |
|||
R, Ом |
RL, Ом |
L, м Гн |
C, мкф |
L, м Гн |
C, мкф |
330 |
500 |
3 |
1 |
|
|
1. Опыт 1 по рис.2
Табл.2 по рис.2
Измерения |
Перерасчет |
Расчет |
||||||||
f, кГц |
I, мА |
U2, В |
U3, В |
I, мА |
U2, В |
U3, В |
, 103 c-1 |
ZL, Ом |
XL, Ом |
L, мГн |
0,3 |
20 |
0,14 |
6,63 |
19,6 |
0,14 |
6,7 |
1,88 |
7,14 |
7,12 |
3,79 |
0,5 |
19,8 |
0,22 |
6,63 |
19,46 |
0,22 |
6,7 |
3,14 |
11,30 |
11,29 |
3,60 |
0,7 |
19,7 |
0,31 |
6,64 |
19,46 |
0,31 |
6,57 |
4,40 |
15,93 |
15,92 |
3,62 |
1,0 |
19,5 |
0,44 |
6,67 |
19,34 |
0,43 |
6,51 |
6,28 |
22,23 |
22,22 |
3,54 |
1,5 |
19,2 |
0,67 |
6,76 |
19,2 |
0,64 |
6,42 |
9,42 |
33,33 |
33,32 |
3,54 |
2 |
18,8 |
0,9 |
6,89 |
18,99 |
0,83 |
6,35 |
12,56 |
43,71 |
43,71 |
3,48 |
3 |
18,0 |
1,42 |
7,29 |
18,54 |
1,23 |
6,29 |
18,84 |
66,34 |
66,33 |
3,52 |
5 |
16,2 |
2,73 |
8,35 |
17,33 |
2,01 |
6,15 |
31,40 |
115,98 |
115,98 |
3,69 |
7 |
14,3 |
4,36 |
9,51 |
16,02 |
2,67 |
5,83 |
43,96 |
164,81 |
164,8 |
3,75 |
10 |
11,2 |
7,25 |
11,3 |
13,33 |
3,30 |
5,14 |
62,80 |
247,56 |
247,56 |
3,94 |
13 |
8,0 |
10,41 |
12,16 |
10,16 |
3,87 |
4,52 |
81,64 |
380,91 |
380,8 |
4,66 |
2. Опыт 2 по рис.3
Табл.3 по рис.3
Измерения |
Перерасчет |
Расчет |
||||||||
f, кГц |
I, мА |
U2, В |
U3, В |
I, мА |
U2, В |
U3, В |
, 103 c-1 |
ZC, Ом |
YC, См |
C, мкФ |
0,3 |
9,5 |
5,77 |
3,18 |
9,3 |
5,83 |
3,21 |
1,88 |
0,28 |
1,595 |
0,85 |
0,5 |
13,2 |
4,85 |
4,43 |
12,98 |
4,9 |
4,47 |
3,14 |
0,10 |
2,648 |
0,84 |
0,7 |
15,5 |
3,98 |
5,23 |
15,31 |
3,94 |
5,17 |
4,40 |
0,05 |
3,885 |
0,88 |
1,0 |
17,1 |
3,09 |
5,84 |
16,96 |
3,02 |
5,70 |
6,28 |
0,025 |
5,616 |
0,89 |
1,5 |
18,0 |
2,21 |
6,34 |
18,00 |
2,10 |
6,02 |
9,42 |
0,011 |
8,571 |
0,91 |
2 |
18,2 |
1,66 |
6,69 |
18,38 |
1,53 |
6,17 |
12,56 |
0,006 |
12,013 |
0,95 |
3 |
18,0 |
1,11 |
7,28 |
18,54 |
0,96 |
6,28 |
18,84 |
0,003 |
19,312 |
1,02 |
5 |
17,1 |
0,65 |
8,73 |
18,3 |
0,48 |
6,43 |
31,4 |
0,001 |
38,125 |
1,21 |
7 |
16,1 |
0,45 |
10,43 |
18,03 |
0,28 |
6,39 |
43,96 |
0,0005 |
64,392 |
1,46 |
10 |
14,5 |
0,29 |
13,14 |
17,3 |
0,13 |
5,98 |
62,8 |
0,0003 |
133,076 |
2,12 |
13 |
12,9 |
0,19 |
15,9 |
16,38 |
0,07 |
5,91 |
81,64 |
0,00015 |
234,0 |
2,87 |
3. Опыт 3 по рис.4.
3.1 Увеличиваем f до тех пор, пока I не станет уменьшаться. Находим max I.
3.2. Max I и соответствующие f, UL, UС, заносим в 6-ю строку табл.4.
Табл.4 по рис.4
|
Измерения |
Перерасчет |
Расчет |
||||||||
№ |
f, кГц |
I, мА |
UL, В |
UC, В |
I, мА |
UL, В |
UС, В |
, 103c-1 |
UR, В |
U, В |
Z, Ом |
1 |
0,3 |
9,6 |
0,06 |
1,39 |
9,39 |
0,06 |
1,4 |
1,88 |
3,10 |
3,38 |
350 |
2 |
0,7 |
15,6 |
0,23 |
1,4 |
15,41 |
0,23 |
1,38 |
4,40 |
5,08 |
5,21 |
338 |
3 |
1,0 |
17,4 |
0,38 |
1,4 |
17,26 |
0,37 |
1,37 |
6,28 |
5,69 |
5,78 |
335 |
4 |
1,5 |
18,3 |
0,62 |
1,4 |
18,3 |
0,59 |
1,33 |
9,42 |
6,03 |
6,07 |
330 |
5 |
1,8 |
18,5 |
0,76 |
1,4 |
18,6 |
0,7 |
1,30 |
11,30 |
6,13 |
6,16 |
331 |
6 |
2,0 |
18,6 |
0,9 |
1,4 |
18,8 |
0,83 |
1,29 |
12,56 |
6,20 |
6,22 |
331 |
7 |
2,2 |
18,4 |
0,96 |
1,4 |
18,58 |
0,86 |
1,26 |
13,81 |
6,13 |
6,14 |
330 |
8 |
2,5 |
18,3 |
1,12 |
1,4 |
18,56 |
1,00 |
1,25 |
15,70 |
6,12 |
6,12 |
330 |
9 |
3,0 |
18,0 |
1,39 |
1,4 |
18,54 |
1,19 |
1,20 |
18,84 |
6,11 |
6,11 |
330 |
10 |
7 |
14,5 |
4,33 |
1,4 |
16,24 |
2,65 |
0,85 |
43,96 |
5,35 |
5,64 |
347 |
11 |
10 |
11,3 |
7,19 |
1,4 |
13,44 |
3,27 |
0,63 |
62,80 |
4,43 |
5,16 |
384 |
12 |
13 |
8,0 |
10,3 |
1,4 |
10,16 |
3,83 |
0,52 |
81,64 |
3,35 |
4,71 |
460 |
3.3. Заполняем 5 верхних строк для разных f < fmax .
3.4. Заполняем 5 нижних строк для разных f > fmax .
3.5. Заполняем колонки «Перерасчет» и «Расчет».
R, Ом |
RL, Ом |
L, м Гн |
C, мкф |
≈ 50 |
≈ 400 |
≈ 0,7 |
≈ 0,7 |
Лабораторная работа № 6
Трехфазная цепь при соединении нагрузки «звездой»
Цель работы
Целью настоящей работы является закрепление у студентов знаний, полученных на лекциях и практических занятиях, применение их в расчете трехфазной электрической цепи, а также в эксперименте с различными нагрузками при соединении «звездой».
Описание лабораторного стенда
Лабораторный стенд «Учебная техника» состоит из блока генераторов напряжения, наборной панели, набора миниблоков «Электрические и электронные компоненты» и блока мультиметров.
Блок генераторов напряжения позволяет моделировать источники ЭДС переменного трехфазного тока (f = 50 Гц) при исследованиях электрических цепей, а также электронных приборов и устройств.
Наборная панель служит для установки и соединения между собой миниблоков при построении электрических и электронных цепей по заданным схемам.
Блок мультиметров предназначен для измерения активного сопротивления элементов электрической цепи, токов и напряжений в этой цепи.