2.3.Параллельное включение индуктивностей
Собрать схему Рис 2.4. Величина параллельно включенных индуктивностей L2, L3, L4, напряжение источника U1 и частота переменного напряжения f устанавливается в соответствии с вариантом задания.
№ вар. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
U1 (В) |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
f (кГц) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
L2 (мГн) |
1 |
3 |
1 |
3 |
6 |
5 |
4 |
2 |
7 |
6 |
8 |
9 |
L3(мГн) |
3 |
2 |
5 |
1 |
5 |
1 |
6 |
7 |
4 |
1 |
3 |
4 |
L4(мГн) |
2 |
4 |
2 |
4 |
3 |
2 |
5 |
1 |
2 |
7 |
2 |
7 |
L1 (мГн) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Амперметр М1 – контролирует ток источника напряжения U1. Амперметры М2, М3, М4 – измеряют токи через соответствующие индуктивности.
Рис 2.4. Схема для исследования параллельного включения индуктивностей.
Вычислить входное сопротивление цепи на частоте генератора Хвх=ωL1 (L1 – индуктивность, эквивалентная параллельно включенным индуктивностям L2, L3, L4). При переключении S1 ток амперметра М1 не должен изменяться.
Все приборы измеряют действующие значения переменного тока и напряжения!
Амперметр М1 – контролирует ток источника напряжения U1. Амперметры М2, М3, М4 – измеряют токи в соответствующих ветвях цепи.
Записать показания измерительных приборов М1-М5 в таблицу ниже.
Параметры |
Измерительный прибор |
Измеренное значение |
Расчетное значение |
U1 (B) |
М5 |
|
|
I (А) |
М1 |
|
|
IL2 (А) |
М2 |
|
|
IL3 (А) |
М3 |
|
|
IL4 (А) |
М4 |
|
|
Вычислить токи через индуктивности IL2, IL3, IL4 и сравнить с измеренными значениями. Проверить, чтобы суммарное значение токов IL2+ IL3+IL4 соответствовало измеренному I.
Вывод;
2.4. Последовательное включение индуктивностей
Собрать схему Рис 2.5. Величина последовательно включенных индуктивностей L2, L3, L4, напряжение источника U1 и частота переменного напряжения f устанавливается в соответствии с вариантом задания.
№ вар. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
U1 (В) |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
f (кГц) |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
L2 (мГн) |
1 |
3 |
1 |
3 |
6 |
5 |
4 |
2 |
7 |
6 |
8 |
9 |
L3(мГн) |
3 |
2 |
5 |
1 |
5 |
1 |
6 |
7 |
4 |
1 |
3 |
4 |
L4(мГн) |
2 |
4 |
2 |
4 |
3 |
2 |
5 |
1 |
2 |
7 |
2 |
7 |
L1 (мГн) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Амперметр М1 – контролирует ток источника напряжения U1. Вольтметры М2, М3, М4 – измеряют напряжения на соответствующих индуктивностях.
Резистор R1=1 Ом служит для измерения тока через индуктивность L1. Выбирается малой величины (R1<<ωL1). Осциллограф позволяет измерить амплитуду напряжения на генераторе и токовом резисторе R1 ( Рис. 2.6).
Рис 2.5. Схема для исследования последовательного включения индуктивностей.
Рис 2.6. Осциллограммы к схеме 2.5.
Вычислить входное сопротивление цепи на частоте генератора Хвх=ωL1 (L1 – индуктивность, эквивалентная последовательно включенным индуктивностям L2, L3, L4). При переключении S1 ток амперметра М1 не должен изменяться.
Внимание! Все приборы измеряют действующие значения переменного тока и напряжения, а осциллограф – амплитудное!
Записать показания измерительных приборов М1-М5 в таблицу ниже.
Параметры |
Измерительный прибор |
Измеренное значение |
Расчетное значение |
U1 (B) |
М5 |
|
|
I (А) |
М1 |
|
|
UL2 (В) |
М2 |
|
|
UL3 (В) |
М3 |
|
|
UL4 (В) |
М4 |
|
|
Вычислить напряжение на индуктивностях UL2, UL3, UL4 и сравнить с измеренными значениями. Проверить, чтобы суммарное значение UL2+ UL3+UL4 соответствовало напряжению источника U1.
Измерить с помощью осциллографа:
Период колебаний T. Вычислить частоту f=1/T и сравнить с частотой, установленной в опции генератора;
Амплитудное напряжение генератора Um (красный луч осциллографа), вычислить действующее напряжение
и сравнить его с показанием вольтметра
М5;Амплитудное напряжение UmR1 на резисторе (синий луч осциллографа). Вычислить амплитудный ток через индуктивность Im1= UmR1/ R1, найти действующее значение тока
и сравнить его с показанием амперметра
М1;Фазовый сдвиг на индуктивности L1 между напряжением и током. Для этого реперами на осциллограмме измеряется временной сдвиг tф между максимумами напряжения (кр. луч) и тока (син. луч). Вычислить угол сдвига фазы между напряжением и током в индуктивности φ = 360·tф/Т (из осциллограммы видно, что напряжение опережает ток на угол φ (град)). Нарисовать векторную диаграмму.
Вывод;