Экспериментальное исследование 2

1. Описание экспериментальной установки

Экспериментальная установка содержит лабораторный автотрансформатор ТV, вольтметр pV₁, подключенный к вторичным зажимам лабораторного автотрансформатора ТV, амперметр РА, включенный последовательно с катушкой К_Л, которая предназначена для моделирования линии электропередачи, и нагрузочным резистором R_Н, вольтметр РV₂, подключенный к зажимам нагрузочного резистора R_Н, и ваттметр РW. Для коммутации цепи предусмотрен выключатель SА.

П ринципиальная электрическая схема экспериментальной установки приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Принципиальная электрическая схема экспериментальной установки.

Для сборки схемы необходимо иметь 14 проводников (на схеме обозначенные номерами 1-14).

2. Расчетная схема экспериментальной установки

При составлении расчетной схемы принятые следующие допущения:

3. активное сопротивление конденсатора принято равным нулю;

4. сопротивления соединительных проводов, обмотки амперметра, токовой обмотки ваттметра и контактов выключателя приняты равными нулю;

5. сопротивления обмотки вольтметра и обмотки напряжения ваттметра приняты равными бесконечности.

Тогда расчетная схема электрической цепи экспериментальной установки имеет вид, приведенный на рисунке 4.

Рисунок 4 - Расчетная схема электрической цепи экспериментальной установки.

На расчетной схеме введенные следующие условные обозначения:

u – мгновенное напряжение на зажимах цепи, В;

i – мгновенный ток в электрической цепи, А;

r_Л – активное сопротивление линии электропередачи, Ом;

L_Л – индуктивность линии электропередачи, Гн;

r_н – активное сопротивление нагрузки, Ом;

u_rЛ – мгновенное напряжение на активном сопротивлении линии электропередачи, В;

u_LЛ – мгновенное напряжение на индуктивности линии электропередачи, В;

u_rн – мгновенное напряжение на активном сопротивлении нагрузки, В.

3. Задания для выполнения экспериментального исследования

3.1 Собрать принципиальную электрическую схему цепи.

3.2 Подать напряжение на зажимы экспериментальной установки.

3.3 Снять показания приборов, результаты занести в таблицу 3.

Таблица 3

№ п/п	Условия проведения эксперимента	Показания приборов
		U1, В	I, А	U2, В	P, Вт
1	Выключатель SА замкнут

3.4 Определить с помощью экспериментальных данных действующее значение напряжения на зажимах электрической цепи.

3.5 Определить с помощью экспериментальных данных действующее значение силы тока в электрической цепи.

3.6 Определить с помощью экспериментальных данных действующее значение напряжения на нагрузке.

3.7 Определить с помощью экспериментальных данных активную мощность, потребляемую электрической цепью.

3.8 Определить с помощью экспериментальных данных эквивалентное активное сопротивление электрической цепи, используя уравнение:

3.9 Определить с помощью экспериментальных данных полное сопротивление электрической цепи, используя запись закона Ома для участка цепи:

3.10 Определить с помощью экспериментальных и расчетных данных общее реактивное сопротивление электрической цепи, используя уравнение:

.

3.11 Определить с помощью экспериментальных данных полное (активное) сопротивление нагрузки, используя уравнение:

3.12 Определить с помощью экспериментальных и расчетных данных падения напряжения в линии электропередачи, используя уравнение:

.

3.13 Определить с помощью экспериментальных и расчетных данных потерю напряжения в линии электропередачи, используя уравнение:

ΔU_Л =U₁ – U₂.

3.14 Определить с помощью экспериментальных и расчетных данных активную мощность линии электропередачи, используя уравнение:

Р_Л = r_Л I² .

3.15 Определить с помощью экспериментальных и расчетных данных реактивную мощность линии электропередачи, используя уравнение:

3.16 Определить с помощью экспериментальных и расчетных данных активную мощность нагрузки, используя уравнение:

Р_Н = r_Н I² .

3.17 Определить с помощью экспериментальных данных полную мощность электрической цепи, используя уравнение:

3.18 Определить с помощью экспериментальный и расчетных данных угол сдвига фаз электрической цепи, используя уравнение:

φ = arсcos .

3.19 Построить в выбранном масштабе векторную диаграмму действующих значений силы тока и напряжений в электрической цепи, приняв, что начальная фаза тока равняется нулю.

3.20 Результаты расчетов занести в таблицу 4 и таблицу 5.

Таблица 4

№ п/п	Физические величины, характеризующие цепь
	U1, B	I, A	U2, B	Р, Вт	rэ, Ом	, Ом	xэ, Ом	rН, Ом	UЛ, В	ΔUЛ, В
1

Таблица 5

№ п/п	Физические величины, характеризующие цепь
	UrЛ, В	UхЛ, В	UrН, В	S, ВА	РЛ , Вт	QЛ, вар	РН, вар	, град
1