8.1.2. Экспериментальная часть Задание

Выведите на дисплей виртуального осциллографа кривые фазных напряжений трехфазного источника, перенесите их на график, измерьте виртуальными приборами линейные и фазные напряжения и углы сдвига между фазными напряжениями.

Порядок выполнения эксперимента

• Соберите цепь согласно схеме (рис. 8.1.5), подключите выходы трехфазного генератора А и В к аналоговым входам коннектора V0 иV1.

• Включите виртуальные вольтметры V0 иV1 и осциллограф, установите пределы

измерений и развертки. Включите также виртуальный фазометр для измерения угла

сдвига фаз между напряжениями U_A и U_B.

Рис. 8.1.5

• Перенесите на график (рис. 8.1.6) осциллограммы напряжений U_A, U_B, переключите вход коннектораV1 на фазу С и перенесите осциллограмму напряженияU_Cна график.

• Измерьте виртуальными вольтметрами все фазные и линейные напряжения, а также углы сдвига фаз между напряжениями U_A и U_B,U_B и U_C,U_C и U_A. Результаты измерений и расчетов занесите в табл. 8.1.1.

Рис. 8.1.6

Таблица 8.1.1.

Измерения		Расчет
UA, В		Среднее значение фазных напряжений: UФ = (UA + UВ+ UС) /3 = … В
UB, В
UС, В		Среднее значение линейных напряжений: UЛ = (UAВ + UВС+ UСА) /3 = … В
UАВ, В
UВС, В		Отношение UФ / UЛ = …
UСА, В
А – В, град		Средний угол сдвига между фазными напряжениями:
В – С, град
С – А, град

8.2. Трехфазная нагрузка, соединенная по схеме «звезда»

8.2.1. Общие сведения

Если нагрузки (приемники) соединены в трехфазную цепь по схеме «звезда» (рис. 8.2.1), то к сопротивлениям нагрузки приложены фазные напряжения. Линейные токи равны фазным и определяются по закону Ома:

а ток в нейтрали равен векторной сумме этих токов: I_N=I_A+I_B +I_C.

Рис. 8.2.1

При симметричных напряжениях U_A,U_B,U_Cи одинаковых сопротивленияхR_A=R_B =R_C =RтокиI_A,I_B,I_C также симметричны и их векторная сумма (I_N) равна нулю. Тогда

I_Л = I_Ф =U_Ф  R;I_N= 0.

Если же сопротивления фаз нагрузки неодинаковы, то через нулевой провод протекает некоторый ток I_N0. Это поясняется на векторных диаграммах (рис. 8.2.2).

Рис. 8.2.2.

Мощность трёхфазной нагрузки складывается из мощностей фаз: P = P_А + P_В +P_С.

Когда нагрузка симметричная и чисто резистивная, имеем

P = 3 P_Ф = 3U_Ф  I_Ф.

При смешанной (активно-индуктивной или активно-емкостной) нагрузке:

Активная мощность

P = 3 U_Ф I_Ф  cos = 3  U_Л  I_Л  cos.

Реактивная мощность

Q = 3 U_Ф I_Ф  sin= 3 U_Л  I_Л  sin.

Полная мощность

S = 3 U_Ф I_Ф = 3 U_Л  I_Л .

8.2.2. Экспериментальная часть Задание

Для трехфазной цепи с соединением «звезда» при симметричной и несимметричной нагрузках измерьте с помощью мультиметра или виртуальных приборов действующие значения токов I_Л иI_N, а также напряженийU_Л иU_Ф, вычислите мощностиP_Ф иP_Ф, простройте векторные диаграммы.

Порядок выполнения эксперимента

• Соберите цепь с симметричной нагрузкой (R_A = R_B = R_C = 1 кОм) согласно схеме (рис. 8.2.3).

Рис. 8.2.3

• Измерьте действующие значения напряжений и токов согласно табл. 8.2.1 и вычислите мощности.

Таблица 8.2.1

Схема «звезда»		Нагрузка симметричная	Нагрузка несимметричная
Линейные и фазные токи, ток нейтрали мА	IA
	IB
	IC
	IN
Линейн. напряжения, В	UAB
	UBC
	UCA
Фазные напряжения, В	UA
	UB
	UC
Фазные мощности, мВт	PA
	PB
	PC
Общая мощность, мВт	P

• Повторите измерения и вычисления для несимметричной нагрузки (R_A = 1 кОм, R_B =680 Ом, R_C = 330 Ом).

• На рис. 8.2.4 в масштабе постройте векторные диаграммы.

Рис. 8.2.4.