Параметри дослідження змішаного кола на постійному струмі
1. |
Напруга, В |
U1 |
U2 |
U3 |
U23 |
Uзаг |
|
Виміряно |
|
|
|
|
|
||
2. |
Струм, А |
I1 |
I2 |
I3 |
I23 |
Iзаг |
|
Виміряно |
|
|
|
|
|
||
3. |
Потужність, Вт |
P1 |
P2 |
P3 |
P23 |
Pзаг |
|
Виміряно |
под |
|
- |
- |
|
|
|
Вт |
|
- |
- |
|
|
||
Обчислено |
|
|
|
|
|
||
4. |
Опір, Ом |
R1 |
R2 |
R3 |
R23 |
Rзаг |
|
Виміряно |
|
|
|
|
|
||
Обчислено |
|
|
|
|
|
||
Зміст звіту
1. Номер та назва лабораторної роботи.
2. Схема вимірів (рис. 1)
3. Табл. 1 з виміряними та розрахованими даними.
4. Розрахункові формули та числовий розрахунок.
5. Висновки та рекомендації.
Контрольні запитання
1. Сформулюйте закони Ома та Кірхгофа.
2. Яке коло називається простим, а яке складним ?
3. Який порядок розрахунку простого електричного кола ?
4. Сформулюйте правила складання рівнянь для складних електричних кіл відповідно до методу використання законів Кірхгофа.
5. Сформулюйте правила складання рівнянь відповідно до методу накладення.
Бібліографічний список
[ 1. С. 4…40; 2. С. 5…60; 3. С. 7…46; 4. С. 7...32;
5. С. 12...56; 6. С. 31...40; 7. С. 8...29 ].
Лабораторна робота n3
ДОСЛІДЖЕННЯ ЛАНЦЮГА ОДНОФАЗНОГО СИНУСОЇДНОГО СТРУМУ З АКТИВНИМ І ЄМНІСНИМ ОПОРАМИ
І КОТУШКОЮ ІНДУКТИВНОСТІ
МЕТА РОБОТИ
Навчитися вимірювати напругу, струм і потужність у колі однофазного синусоїдного струму; провести дослідження кіл синусоїдного струму з активним і ємнісним опорами та котушкою індуктивності; зробити розрахунок головних величин і побудувати векторні діаграми.
ОБЛАДНАННЯ
1. Вольтметр змінного струму на 150 В (PV) - 1шт.
2. Міліамперметр змінного струму на 300 мA (PmA) - 1шт.
3. Кіловатметр однофазний на 0,6 кВт (PW) - 1шт.
4. Резистор ПЕВ-75-750 Ом (r) - 1шт.
5. Конденсатор 4мкФ 400В (С) - 1шт.
6. Котушка індуктивності L1 з рухомим феромагнітним
осердям (L) - 1 шт.
7. Комплект з’єднувальних проводів - 1шт.
Короткі відомості з теорії
При проходженні змінного струму по опору (при відсутності індуктивності і ємності) воно називається активним. Активний опір характеризується тим, що в ньому виділяється тепло. Змінний струм створює в середині провідника змінний магнітний потік, що створює проти-е.р.с., яка виштовхує струм на поверхню, де збільшується щільність струму, що рівнозначно зменшенню ефективного перерізу провідника. Вихрові струми в провіднику нагрівають його , що викликає додаткове збільшення активного опору. Тому активний опір провідника дещо більше омічного. Він знаходиться за законом Ома для кіл з активним опором:
,
де I - діюче значення струму в колі, А; Ua - діюче значення
напруги
на кінцях опору,
В;
-
активний опір,
Ом.
У колі з активним опором вектор струму співпадає з вектором напруги за напрямком і за фазою, тому кут між ними дорівнює нулю, а коефіцієнт потужності cosφ = 1.
Активна потужність (середня) в колі з активним опором дорівнює:
Активна потужність характеризується переходом електричної енергії в інші види енергії : теплову, світлову, променеву, хімічну, механічну та ін. Кола з індуктивністю характеризуються індуктивним опором:
,
де ω – кутова частота, рад/с; L – індуктивність котушки, Гн;
f – частота електричного струму, Гц.
Індуктивний опір прямо пропорційний частоті мережі та індуктивності котушки і призначений для створення магнітних полів у котушках індуктивності, трансформаторах, електромашинах та ін.
Закон Ома для кола з індуктивністю:
,
де Uк–індуктивне падіння напруги,В; XL – індуктивний опір, Ом.
У колі з індуктивністю вектор індуктивного спаду напруги випереджує за фазою вектор струму на кут 90О в напрямку проти годинникової стрілки, а вектор е.р.с. відстає на кут 90О.
Індуктивна потужність у колі з індуктивністю:
.
Індуктивна потужність характеризується неперервним коливанням енергії між колами з магнітним полем котушки і джерелом енергії.
Ємнісний опір визначається виразом:
,
де ω – кутова частота, рад/с; С - ємність конденсатора, Ф.
Ємнісний опір обернено пропорційний частоті мережі і ємності конденсатора. У ємнісному опорі тепло не виділяється, а енергія накопичується у вигляді електричного поля конденсатора.
Закон Ома для кола з ємністю:
,
де Uc - ємнісне падіння напруги, В; Xc – ємнісний опір, Ом.
В колі з ємністю вектор струму випереджує за фазою вектор ємнісного спаду напруги на кут 90О у напрямку проти годинникової стрілки. Ємнісна потужність у колі з ємністю:
Qc = UcI = xcI2.
Ємнісна потужність характеризується безперервним коливанням (обміном) енергії між електричним полем конденсатора та джерелом електроенергії. Коло з котушкою індуктивності уявляє послідовне включення активного опору та індуктивності і характеризується повним опором:
.
Закон Ома для кола з котушкою індуктивності:
.
Напруга на затискачах котушки дорівнює геометричній сумі активного та індуктивного спадів напруг:
.
Активне падіння напруги котушки індуктивності:
UАК = rК I.
Індуктивне падіння напруги котушки індуктивності:
ULK = XLKI.
Коефіцієнт потужності котушки індуктивності:
,
де PK – активна потужність котушки, Вт; UK – напруга на затискачах котушки, В.
У колі з котушкою індуктивності вектор напруги випереджує за фазою вектор струму на кут φK.
Повна (уявна) потужність котушки індуктивності:
,
де PK = rK I2 = UKI cos φK – активна потужність котушки, Вт;
QLK = xLK I2 = UKI sin φK – реактивна потужність котушки, вар.