Построение векторной диаграммы

U_к

U_нг

φ_к

Рис. 4. Векторная диаграмма для схемы на рис. 2

Рис. 5. Векторная диаграмма для схемы на рис. 3

При последовательном соединении элементов ток в них одинаков. Поэтому, построение векторной диаграммы начинают с вектора тока. Для этого выбирают масштабы по напряжению и по току:

M_U = y [B/мм]; M_I = x [A/мм].

При построении векторной диаграммы для схемы на рис. 4, вектор напря-жения U_к откладывают под углом φ_k в сторону опережения относительно вектора тока. Вектор падения напряжения на активном сопротивлении R (оно же – R_нг) будет совпадать по фазе с вектором тока I. Путем геометрического суммирования векторов напряжения U_к и U_нг можно получить вектор напря-жения на входе цепи U.

При построении векторной диаграммы для схемы на рис. 5 в качестве базового вектора также выбирается вектор тока I. Вектор напряжения U_к строится как и в предыдущем случае – под углом φ_к. Вектор падения напряжения на емкости U_С отстает от тока на угол 90°. Геометрическая сумма этих векторов дает вектор напряжения на входе цепи. Векторная диаграмма, приведенная на рис. 5, построена для случая, когда Х_L > Х_C. Аналогично строятся векторные диаграммы для случаев Х_L ≈ Х_C; Х_L < Х_C .

Каждый студент строит три векторные диаграммы по указа­нию преподавателя, отметив, для какого наблюдения она построе­на. Кроме того, необходимо построить следующие графики:

I =ƒ(Х_C), U_С = ƒ(Х_C), U_L = ƒ(Х_C), cos φ = ƒ(Х_C) .

При построении графиков шкалы на осях координат должны быть кратны: 2; 2,5; 5 или 10, причем пересечение осей координат яв­ляется нулем для всех масштабов.

При построении графиков по оси ординат берутся три шка­лы: тока, напряжения и коэффициентов мощности. По оси абсцисс откладывается шкала Х_C.

6. Подготовить отчет по работе.

Контрольные вопросы

1. Показать, как вычисляются R_К, R_НГ, L_К, и C по показаниям приборов.

2. Показать, как определить коэффициент мощности цепей на рис. 2 и 3.

3. Как определить падение напряжений на отдельных элементах неразветвленной цепи?

4. Объяснить построение векторных диаграмм для цепи на рис. 2.

5. В чем состоит явление резонанса напряжений?

6. Изменением каких параметров цепи (рис. 3) можно получить резонанс напряжений?

7. Каковы следствия резонанса напряжений?

8. Чем может быть опасен резонанс напряжений в промышленных установках?

9. Запишите уравнения для определения напряжений на входе цепи и на отдельных ее участках.

10. Объясните построение векторной диаграммы для цепи на рис. 3.

Лабораторная работа № 3 параллельное соединение элементов r,l,с в цепи переменного тока однофазной системы

1. Цель работы

Изучить явления, происходящие в цепи синусоидального то­ка при парал-лельном соединении элементов R, L, С. Убе­диться в том, что включение конденса-тора уменьшает угол сдви­га фаз между током и напряжением. Добиться резонанса тока в парал­лельной цепи.