2.4. Обробка результатів експерименту
2.4.1. Використайте дані вимірювань з табл.2.1 і визначте повний Z, активний R і реактивний X опори випробуваних приймачів
;
;
.
На цій основі зобразіть прості схеми заміщення цих приймачів. Якщо при цьому одна з двох величин R або X незмірно менша другої, то меншою з них можна знехтувати.
Типові схеми заміщення резистора, котушки індуктивності й конденсатора наведені на рис. 2.2,а,б,в, відповідно.
Рисунок 2.2
2.4.2. Використайте схеми заміщення приймачів і зобразите схему заміщення електричного кола при їх послідовному з’єднанні.
По заданій вхідній напрузі кола U0 з табл.2.2, а також опорам ідеальних елементів приймача – з табл.2.1, проведіть розрахунок кола з послідовним з’єднанням приймачів для однієї ступені n конденсатора С, яка використовувалась.
Результати внесіть у табл.2.3, де, поряд з вже раніше спом’янутими величинами, означені:
R1 – активний опір резистора R1;
RК, XLк – активний і реактивний опори котушки індуктивності L;
XС – ємнісний опір конденсатора C, причому XС =-X;
R0, X0, Z0 – активний, реактивний й повний опори всього кола;
URк, ULк – активна і реактивна складові напруги котушки, що визначаються як падіння напруги на ній;
P0, Q0 – активна і реактивна потужності всього кола.
Таблиця 2.3
Задане |
Обчислене |
|||||||||||||||
U0 |
R1 |
RK |
XLк |
XC |
R0 |
X0 |
Z0 |
I0 |
0 |
UR1 |
URк |
ULк |
UК |
UC |
P0 |
Q0 |
В |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
А |
град |
В |
В |
В |
В |
В |
Вт |
Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Опори – активний, реактивний й повний розраховують як:
;
;
.
Тоді
діюче значення струму у колі за законом
Ома дорівнює
.
Кут
зсуву фаз між напругою та струмом у
градусах: 0
.
Діючі значення напруг на елементах кола визначимо як:
Рисунок
2.3
Активна
та реактивна потужність:
.
Порівняйте дані розрахунків (табл.2.3) і вимірювань (табл.2.2). Якщо вони достатньо близькі, то робота проведена вірно.
2.4.3. Побудуйте векторну діаграму електричних величин в масштабі для кола з послідовним з’єднанням приймачів за даними табл.2.3. Приклад такої діаграми наведено на рис. 2.3.
2.4.4. Визначте, яку ємність повинен мати конденсатор, щоб у кола з послідовним з’єднанням приймачів виник резонанс напруг.
Умова резонансу: ХLк =ХС.
Побудуйте векторну діаграму для випадку резонансу напруг.
К о н т р о л ь н і з а п и т а н н я
1. Якими величинами характеризуються синусоїдні струм і напруга?
2. Що розуміють під діючим значенням періодичних електричних величин і як конкретно визначаються діючі значення синусоїдних струму та напруги?
3. Сформулюйте закони Кірхгофа для кіл синусоїдного струму.
4. Які ідеальні елементи застосовують у схемах заміщення електричних кіл синусоїдного струму?
5. Як отримують схеми заміщення приймачів електроенергії і як визначають параметри елементів цих схем?
6. Якими опорами і провідностями характеризуються ідеальні елементи та ділянки електричних кіл синусоїдного струму?
7. Запишіть закон Ома для діючих значень струму та напруги на ідеальних елементах R, L, C, а також для кола з послідовним з’єднанням цих елементів.
8. Якими потужностями характеризуються енергетичні процеси в електричних колах синусоїдного струму і як визначають ці потужності? Як вони пов’язані одна з одною?
9. Які умови виникнення резонансу напруг і які співвідношення основних електричних величин у цьому режимі?
10. Як будують векторні діаграми при розрахунку електричних кіл з послідовним з’єднанням приймачів?
Л а б о р а т о р н а р о б о т а 3