Laba_2_Po_Toe

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимский государственный авиационный технический университет»

Кафедра ТОЭ

Лабораторная работа №2

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРАЗВЕТВЛЕННОЙ ЦЕПИ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПРИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ

СОЕДИНЕНИИ R-L и R-C

Выполнил:

студент группы

Принял:

Доцент кафедры ТОЭ

Чечулина И.Е.

УФА – 2019

Цель : экспериментальная проверка основных теоретических

соотношений в цепи переменного тока при последовательном

включении активного и реактивного сопротивлений; исследование

влияния параметров последовательного соединения R-L и R-C на

изменение угла сдвига фаз между входным напряжением и током.

Задачи: в результате выполнения лабораторной работы

студенты должны:

– знать основные фазовые соотношения для цепей с активно-

индуктивным и активно-емкостным элементами;

– уметь выполнять расчеты в цепи, содержащей

последовательно соединенные активные, индуктивные и емкостные

элементы;

– иметь навыки экспериментального определения параметров

цепи переменного тока.

Таблица 2.1

Измеренные величины
№	U1, В	U2, В	U3, В	I, А	P, Вт	(град.)
1	50	25.5	39	0.37	11.65	52
2	50	29	37	0.34	11.32	48
3	50	23.1	51	0.26	6.69	59
4	50	31.5	39	0.375	11.87	-51
5	50	34.5	36	0.34	12.10	-46
6	50	41	29.5	0.29	8.69	-54

Таблица 2.2

Расчетные величины (для цепи R, C)
№	Zk, Ом	R, Ом	Rk Ом	Х L Ом	L, Гн	Сosk()	Q, ВАр	S, ВА	, град	Cos 
1	105.4	68.9	16.23	104.14	0.33	0.1537	14.32	18.5	50.74	0.6328
2	108.82	85.29	12.63	108.08	0.34	0.1161	12.6	17	47.87	0.6712
3	196.15	88.85	10.11	195.89	0.12	0.0515	11.6	13	63.2	0.4509

X_C = U_C/I = 28.4/0.19 = 149.474 Ом  = 2**f

Q = X_C*I² = U_C*I f = 50 Гц

S = U*I  = 2**50 = 314.159 рад/с

C = 1/X_C*

Таблица 2.3

Расчетные величины(для цепи R, L)
№	Z, Ом	R, Ом	Xc, Ом	C, мФ	Cos()	Q, ВАр	S, ВА
1	133.33	84	104	30	0.6293	14.57	18.75
2	147.06	101.74	105.88	30	0.6946	12.23	17
3	172.41	141.38	101.72	22	0.5878	11.73	14.5

Z_k =

R_k = U_R/I

X_k = U_k/I

L_k =X_k/

Q = X_k*I² = U_k*I

S = U*I

Треугольники сопротивлений

Векторные диаграммы

Выводы: Сняв результаты эксперимента и, рассчитав теоретические

соотношения в цепях R-L и R-C, построили векторные диаграммы, из которых видно, что при уменьшении сопротивления в цепи R-L напряжение на сопротивлении будет уменьшаться и тем самым увеличивается напряжение на катушке, а при увеличении индуктивности напряжение на катушке увеличивается. При увеличении сопротивления в цепи R-C напряжение на сопротивлении увеличивается и тем самым уменьшается ёмкость конденсатора. При уменьшении ёмкости напряжение на конденсаторе уменьшается, а напряжение на сопротивлении увеличивается.

Из треугольников сопротивлений видно, что при неизменной ёмкости и индуктивности полное сопротивление цепи зависит только от активного сопротивления, а при неизменном активном сопротивлении полное сопротивление цепи зависит только от ёмкости конденсатора и индуктивности катушки. Таким образом, теоретическое соотношение было доказано на практике.

Из треугольников мощностей видно, что полная мощность цепи будет зависеть от реактивной мощности, если активное сопротивление будет неизменно, и от активной мощности, если реактивное сопротивление будет неизменно. Отношение реактивного сопротивления к активному будет равно tg. При уменьшении активного сопротивления в цепи R-L угол, равный разности начальных фаз между входным напряжением и током, увеличивается и стремится к /2. При увеличении индуктивности в той же цепи угол уменьшается. При увеличении сопротивления в цепи R-C угол, равный разности начальных фаз между входным напряжением и током, увеличивается и стремится к нулю. При уменьшении ёмкости угол так же уменьшается. На осциллографе наблюдали осциллограмму зависимости напряжения и тока от угловой частоты. Вектор напряжения на реактивном сопротивлении опережает вектор тока на угол /2.