Контрольні запитання та завдання:

1. Що називається активним опором кола?

2. Які фізичні процеси відбуваються в індуктивній котушці при приєднанні до джерела змінного струму?

3. Яке співвідношення між струмом і напругою при активному та індуктивному опорах кола?

4. Що таке індуктивний опір та в чому він виражається?

5. Як можна змінити індуктивний опір кола?

6. Чому дорівнює повний опір кола, що містить активний та індуктивний опори?

7. Що таке індуктивна та реактивна потужності однофазного кола змінонного струму й чому вони виражаються?

8. Чому дорівнює повна потужність однофазного кола змінного струму та в чому вона виражається?

9. Що таке коефіцієнт потужності?

Схема 1.

Лабораторна робота № 7 тема: Дослідження електричного кола змінного струму з паралельним з'єднанням ємнісного та активного опорів.

Мета роботи - дослідити електричне коло змінного струму, що складається з паралельно з'єднаних конденсатора та активного опору, з'ясувавши співвідношення між струмами і напругами в цьому колі

Теоретичні відомості

Конденсатор належить до реактивного навантаження. Якщо розглядати процеси, які відбуваються в колі, де є конденсатор і джерело змінного струму, то можна побачити, що тут конденсатор періодично заряджається та розряджається. При цьому струм I випереджає напругу U_С на кут 90°. Векторну діаграму такого кола показано на (рис.1, а)

Рис. 1

Закон Ома для нього має вигляд:

де Х_С - ємнісний опір, який залежить від частоти f змінного струму та ємності С конденсатора, причому:

Векторну діаграму кола змінного струму, яке складається з паралельно з'єднаних конденсатора та активного опору (рис.1, б), зображено на (рис.1, в), звідки випливає, що в розгалуженому колі вектор загального струму I_заг випереджає вектор напруги U_заг на кут φ - Загальний струм I_заг (у нерозгалуженій частині схеми) дорівнює геометричній сумі струмів I_С та I_а, які проходять у паралельних вітках:

де I_С та I_а - активна та ємнісна складові вектора загального струму I_заг

Повну потужність кола можна розрахувати за формулою:

де Р - активна потужність вітки з резистором;

Q_c - ємнісна потужність вітки з конденсатором.

Кут φ легко визначити, виходячи з таких геометричних функцій:

sin (φ)=

cos(φ)=

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з лабораторною установкою.

2. Скласти електричну схему згідно з схемою 1 для дослідження кола змінного струму з паралельним з'єднанням ємнісного та активного опорів.

3. Напругу U_заг джерела живлення встановити в межах 50...80 В і в процесі виконання роботи підтримувати сталою.

4. Повзунок резистора R установити у верхнє положення, що відповідає максимальному значенню опору.

5. Подати живлення на схему, ввімкнувши тумблер, установлений на планшеті.

6. Дослідити співвідношення між струмами та напругами в схемі для чотирьох п’яти значень опору резистора, експериментальні дані занести в табл. 1.

Таблиця 1

№ досліду	Експериментальні дані					Результати обчислень
	Uзаг В	Iзаг А	I1 A	I2 A	P Вт	R Ом	ХС Ом	Z Ом	Cos φ	Q ВАр	S BA

7. Розрахувати значення Р, Х_С Z, cos (φ), Q, S і результати обчислень занести в табл. 1.

8. Повзунок резистора R установити у верхнє положення, що відповідає максимальному значенню опору.

9. Змінюючи ємність конденсатора С, для чотирьох-п'яти її значень зняти дані всіх вимірювальних приладів.

10. Дослідити співвідношення між струмами та напругою в схемі; експериментальні дані занести в таблицю, ідентичну за формою табл. 1.

11. Розрахувати значення Р, Х_с, Z, cos (φ), Q, S і результати обчислень занести в останню таблицю.

12. За даними табл.1 побудувати графіки залежностей напруги U_заг потужностей Р, Q, S і cos(φ) від активного опору R. Для одного з його значень побудувати векторну діаграму напруг і струмів у колі.

13. За даними таблиці, в яку занесені експериментальні значення величин відповідно до п. 10, побудувати графіки залежностей напруги (U_заг, потужностей Р, Q, S і cos (φ) від реактивного опору Х_С. Для одного з його значень побудувати векторну діаграму напруг і струмів у колі.

14. Скласти звіт.