
- •С одержание
- •Лабораторная работа № 20 Изучение закона мощности переменного тока и принципа действия электрического счетчика
- •Краткая теория
- •Устройство экспериментальной установки
- •Методика определения коэффициента мощности cos , активного сопротивления ra, и емкости конденсатора с, расчета постоянной электрического счетчика
- •Порядок выполнения работы
Порядок выполнения работы
1. Познакомьтесь со схемой включения приборов и их характеристиками.
2. Включите установку в сеть. Установите в цепи с помощью реостата такой ток, чтобы ваттметр показывал не меньше 50 Вт.
3. Измерьте мощность, силу тока и напряжение. Вычислите коэффициент мощности cos по формуле (20.21).
4. Данные запишите в таблицу 20.1.
5. Подключите вольтметр V2 с помощью переключателя S к реостату, поставив тумблер переключателя S в положение R. Измерьте напряжение на активном сопротивлении RA. Рассчитайте RA по формуле (20.28).
6. Измените предел измерений вольтметра V2 , поставив переключатель пределов на максимальное значение (Внимание! В случае невыполнения этого пункта в дальнейшей работе вольтметр V2 выйдет из строя!).
7. Переключите тумблер S в положение С после чего измерьте напряжение UС на реактивном сопротивлении RС. Рассчитайте сопротивление по формуле (20.28).
8. Подсчитайте емкость одного конденсатора, используя схему включения четырех конденсаторов в батарею.
9. Данные запишите в таблицу 20.1.
10. Пользуясь соотношением (20.14), и учитывая, что в данной схеме индуктивность отсутствует, вычислите cos и сравните с раннее полученным.
11. Измерения повторите при другом (большем) значении активного сопротивления.
12.Определите относительную и абсолютную ошибку измерения cos, вычислив их согласно формуле (20.21). А именно:
δcos =δP+δI+δU. (20.32)
cos=δcos /100%, т.к. (cos)max=1.
13. Данные запишите в таблицу 20.2.
14. Рассчитайте постоянную А электрического счетчика по формуле (20.27).
15. Используя счетчик электроэнергии, по формуле (20.1) рассчитайте количество теплоты, выделившееся на активном сопротивлении RA за время t (3-5 мин.). Для этого подсчитайте число оборотов диска счетчика N1 за время t1 , используя секундомер.
16. Рассчитайте постоянную счётчика экспериментально по формуле (20.31), измерив время t2, за которое диск счётчика делает 20-30 оборотов, и пользуясь при этом показаниями ваттметра.
17. Посчитайте относительную погрешность счётчика
δА=((Аэксп-А/А)·100%.
Сравните с классом точности этого прибора, указанным на его шкале.
18. Данные запишите в таблицу 20.3.
Таблица 20.1 – Расчет коэффициента мощности, активного сопротивления и емкости конденсатора
P, Вт |
I, А |
U, В |
сos |
|
RA, Ом |
UC, В |
RC, Ом |
C, Ф |
C1, Ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 20.2 – Расчет количество теплоты на сопротивлении RA.
t1, c |
N1, об |
Q1, Дж |
t2, c |
N2, об |
Q2, Дж |
|
|
|
|
|
|
Таблица 20.3 – Расчет относительной и абсолютной ошибки измерения коэффициента мощности
Предел измерения приборов |
Класс точности приборов |
W, % |
I, % |
U, % |
cos, % |
cos |
||||
W, Br |
I, A |
U, B |
W |
I |
V |
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
Что называется действующим значением тока и напряжения и от чего оно зависит?
2. В чем состоит принцип включения в цепь ваттметра?
3. Что называется коэффициентом мощности и от чего он зависит?
4. Какова зависимость мощности в цепи переменного тока от коэффициента мощности?
5. Что называется импедансом цепи?
6. От чего зависит реактивное сопротивление цепи?
7. В чем состоит закон Ома для цепи переменного тока?
8. Как найти емкость конденсатора, используется цепь переменного тока?
9. Каково значение и в чем состоит принцип действия электросчетчика?
10. Как рассчитать постоянную счетчика?
11. Почему число оборотов диска счетчика пропорционально энергии электрического тока?
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист