6.2.3. Определение показаний приборов

О значениях измеряемых токов и напряжений судят по отклонениям стрелок приборов. Измеряемая величина вычисляется по формуле:

, (6.2)

где С – цена деления прибора;

– число делений, на которое отклонилась стрелка прибора от нулевой отметки.

Цена деления определяется из выражения:

, (6.3)

где – предел измерения, на который включен данный прибор;

– число делений шкалы.

Например, требуется определить показание амперметра с пределом измерения 2,5 А; стрелка отклонилась на 40 делений; вся шкала содержит 100 делений.

Цена деления шкалы амперметра А/дел.

Ток в цепи А.

Аналогично определяются показания вольтметра.

В работе используются приборы, регистрирующие действующие значения напряжения и тока.

Цена деления ваттметра, измеряющего активную мощность Р, определяется по выражению:

, (6.4)

где , – предел измерения ваттметра по напряжению и по току.

Например, требуется определить показание ваттметра с пределом измерения по напряжению 300 В, по току – 2,5 А; стрелка отклонилась на 20 делений; вся шкала содержит 150 делений.

Цена деления шкалы ваттметра

активная мощность Р = 520 = 100 Вт.

6.2.4. Расчетная часть

1) По измеренным значениям U, I, P (см. табл. 6.4) для каждого элемента определить полное z, активное r, реактивное x сопротивления, угол сдвига фаз  между напряжением и током, параметры реактивных элементов L и C.

Сопротивления элементов цепи определяются из соотношений:

; (6.5)

; (6.6)

(6.7)

Абсолютное значение угла сдвига фаз между напряжением и током определяется по формуле:

, (6.8)

при этом для индуктивных элементов  > 0, для емкостных –  < 0.

Период Т, угловая частота  и частота f связаны соотношениями:

; (6.9)

. (6.10)

В данной работе используется напряжение промышленной частоты 50 Гц.

По известным реактивным сопротивлениям x_L и x_C можно найти L и С:

; (6.11)

. (6.12)

Комплексное сопротивление цепи в показательной форме . Как правило, емкостное сопротивление конденсатора x_C много больше его активного сопротивления r₃ , отражающего наличие потерь (см. рис. 6.4, элемент 4). Если , то в дальнейших расчетах величиной r₃ можно пренебречь и считать .

2) По значениям r, r₁, x_L1, r₂, x_L2, r₃, x_C (см. табл. 6.4) определить комплексное входное сопротивление Z_э при последовательном соединении элементов 4, 1, 2, 3 (см. рис. 6.5). Приняв начальную фазу  приложенного напряжения U равной нулю, символическим методом определить ток , полную S, активную Р и реактивную Q мощность. Результаты расчета занести в табл. 6.5.

6.2.5. Заключение по работе

Проведя в соответствии с заданием измерение значений тока, напря­жения, мощности и выполнив расчеты с помощью символического метода, следует сравнить опытные и расчетные значения, объяснить причины возможных расхождений.

6.2.6. Вопросы к защите работы

1) Амплитудное, действующее, среднее, мгновенное значения синусоидальной величины.

2) Активные, реактивные, полные сопротивление, проводимость, мощность.

3) Комплексная амплитуда и действующие значения тока и напряжения.

4) Комплексные сопротивление и проводимость.

5) Комплексная мощность.

6) Определение с помощью осциллографа амплитуды напряжения, тока, сдвига по фазе между ними.