4. Экспериментальная часть.
Часть 1.
Рассмотрим RС-цепь.
Задача 1.
Исследовать работу схемы при С=const и изменении активного сопротивления цепи от R=0 до R=max, меняя ток через 0.1 А.
Результаты измерений.
R,% |
Измерено |
Вычислено |
||||||||||
U,В |
I,A |
UR, B |
Uc, B |
P, Вт |
R, Ом |
Xc, Ом |
Z, Ом |
Ср, мкФ |
cosθ |
Q, вар |
S, ВА |
|
0% |
99,78 |
0,762 |
0 |
99,78 |
0,769 |
0 |
130,94 |
130,94 |
24,32 |
0,01 |
76,03 |
76,03 |
10% |
99,78 |
0,756 |
13,6 |
98,75 |
10,87 |
18 |
130,71 |
132,07 |
24,37 |
0,14 |
74,61 |
75,38 |
20% |
99,78 |
0,735 |
26,44 |
96,03 |
19,93 |
36 |
130,72 |
135,83 |
24,36 |
0,27 |
70,54 |
73,3 |
30% |
99,78 |
0,704 |
38 |
92,03 |
27,16 |
54 |
130,76 |
141,77 |
24,36 |
0,39 |
64,77 |
70,23 |
40% |
99,78 |
0,667 |
48 |
87,21 |
32,34 |
72 |
130,81 |
149,66 |
24,35 |
0,49 |
58,14 |
66,52 |
50% |
99,78 |
0,627 |
56,4 |
82,02 |
35,62 |
90 |
130,88 |
159,21 |
24,33 |
0,57 |
51,4 |
62,53 |
60% |
99,78 |
0,587 |
63,33 |
76,79 |
37,37 |
108 |
130,93 |
170,13 |
24,32 |
0,64 |
45,04 |
58,52 |
70% |
99,78 |
0,548 |
69 |
71,75 |
38 |
126 |
131 |
182,18 |
24,31 |
0,7 |
39,3 |
54,65 |
80% |
99,78 |
0,511 |
73,62 |
67 |
37,91 |
144 |
131,04 |
195,15 |
24,30 |
0,74 |
34,26 |
51,02 |
90% |
99,78 |
0,478 |
77,39 |
62,64 |
37,12 |
162 |
131,1 |
208,83 |
24,29 |
0,78 |
29,93 |
47,67 |
100% |
99,78 |
0,447 |
80,39 |
58,73 |
36,05 |
180 |
131,48 |
223,37 |
24,22 |
0,81 |
26,23 |
44,57 |
Сопротивление менялось с помощью переменного сопротивления.
Задача 2.
Исследовать работу схемы при R=const и изменении активного сопротивления цепи
от C=0 до C=max, меняя ток через 0.1 А. Результаты измерений:
C,% |
Измерено |
Вычислено |
|||||||||||
U,В |
I,A |
UR, B |
Uc, B |
P, Вт |
R, Ом |
Xc, Ом |
Z, Ом |
Ср, мкФ |
cosθ |
Q, вар |
S, ВА |
||
0% |
99,78 |
0,001 |
0,18 |
99,8 |
0,02 |
180 |
99980 |
99980 |
0 |
0,2 |
0,1 |
0,1 |
|
10% |
99,78 |
0,076 |
13,6 |
98,8 |
1,06 |
180 |
1307 |
1320 |
2 |
0,14 |
7,47 |
7,54 |
|
20% |
99,78 |
0,147 |
26,5 |
96,2 |
3,93 |
180 |
653,8 |
678,3 |
5 |
0,268 |
14,1 |
14,7 |
|
30% |
99,78 |
0,212 |
38,1 |
92,2 |
8,09 |
180 |
435,9 |
471,8 |
7 |
0,383 |
19,5 |
21,1 |
|
40% |
99,78 |
0,267 |
48,1 |
87,4 |
12,9 |
180 |
327 |
373,4 |
10 |
0,483 |
23,3 |
26,7 |
|
50% |
99,78 |
0,314 |
56,5 |
82,2 |
17,8 |
180 |
261,7 |
317,9 |
12 |
0,568 |
25,8 |
31,3 |
|
60% |
99,78 |
0,352 |
63,4 |
76,9 |
22,4 |
180 |
218,2 |
283,1 |
15 |
0,638 |
27,1 |
35,2 |
|
70% |
99,78 |
0,384 |
69,1 |
71,8 |
26,6 |
180 |
187,1 |
259,9 |
17 |
0,694 |
27,6 |
38,3 |
|
80% |
99,78 |
0,409 |
73,7 |
67,1 |
30,3 |
180 |
163,8 |
243,7 |
19 |
0,741 |
27,5 |
40,8 |
|
90% |
99,78 |
0,430 |
77,4 |
62,7 |
33,4 |
180 |
145,7 |
232 |
22 |
0,779 |
27 |
42,9 |
|
100% |
99,78 |
0,447 |
80,5 |
58,6 |
36,1 |
180 |
131,1 |
223,2 |
24 |
0,809 |
26,2 |
44,6 |
|
Емкость конденсатора менялась с помощью переменной емкости.
Задача 3.
С помощью осциллографа измерить сдвиг фаз между током и напряжением в цепи. Сравнить с расчетом.
Сдвиг по фазе:
φ = 360* Δt / T = 360*50*2,06*10-3 = 37,080
Расчетное значение: φ =36 0
Задача 4.
Зарегистрировать осциллограмму мгновенной мощности в цепи. По осциллограмме определить активную, реактивную и полную мощности. Сравнить с расчетом.
Активная:
P = (pmax+pmin) / 2 = (79,4-7) / 2= 36, 2 Вт
Реактивная:
Q=√ pmax*(-pmin) = √(79,4*7= 26,4 Вт
Полная:
S= (pmax-pmin)/2= (79,4+7) / 2 = 43,2 Вт.