laba_1
.docМинистерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное Бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Уфимский государственный Нефтяной Технический Университет
Кафедра «Прикладная физика и химия»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
«Исследование цепи переменного тока»
Выполнил ст. гр. ПГ- 10-02 Билалова Г.Р.
Проверил: Маскова А.Р.
Уфа, 2012
Цель работы:
-
Изучить основные соотношения электрических величин в цепях синусоидального тока.
-
Ознакомиться с понятиями мгновенной, активной, реактивной и полной мощностей, а также коэффициентом мощности цепи синусоидального тока.
-
Научиться строить векторные диаграммы исследуемых цепей.
Описание лабораторной установки:
Установка содержит:
-
Ваттметр электродинамической системы типа АСТД
-
Три амперметра и миллиамперметр типа Э 421
-
Вольтметр электромагнитной системы типа Э 8021
-
Два активных сопротивления, два активных сопротивления, индуктивное сопротивление.
Цена деления приборов:
-
Ваттметр – 5 Вт
-
Вольтметр – 10 В
-
Амперметр А1 – 0,1 А; А2 – 0,1 А; А3 – 0,2 А; А4 – 20 mA
Расчетные формулы:
-
Коэффициент мощности: cos = W/S, где W – активная мощность, S – полная мощность.
-
Полное сопротивление: Z = R2+X2, где R – активное сопротивление, X – реактивное сопротивление.
-
R=R1+Rэ; X=X1+Xэ; Zэ=1/y; Rэ=gэZэ2; Xэ=bэ Zэ2; yэ=gэ2+bэ2,
где g – активная проводимость, b – реактивная проводимость, y – полная проводимость
Таблица 1
Вид электроприемника |
Данные опыта |
Результаты расчета |
||||
U |
I |
W |
Z |
S |
cos |
|
В |
А |
Вт |
Ом |
ВА |
- |
|
R1 |
120 |
1,35 |
150 |
88,89 |
162 |
0,93 |
R2 |
120 |
1 |
105 |
120 |
120 |
0,875 |
X3 |
122 |
0,5 |
1 |
244 |
61 |
0,016 |
X1 |
125 |
1,15 |
0 |
108,7 |
143,75 |
0 |
X2 |
125 |
1,22 |
0 |
102,45 |
152,5 |
0 |
Результаты опыта
Таблица 2
Данные опыта |
Результаты расчета |
||||||||||
I1 |
I2 |
I3 |
Uad |
Uab |
Ubc |
W |
Rоб |
Xоб |
Zоб |
S |
cos |
А |
А |
А |
В |
В |
В |
Вт |
Ом |
Ом |
Ом |
ВА |
- |
1,1 |
0,85 |
0,5 |
110 |
80 |
70 |
100 |
145.9 |
127.3 |
193.65 |
132.7 |
0.7534 |
Построение векторной диаграммы:
-
Откладываем в произвольном масштабе вектор падения напряжения на разветвленном участке Ubc=70В
-
Определяем углы сдвига фаз между вектором напряжения и токами в параллельных ветвях:
-
В масштабе строим относительно вектора Ubc векторы I2 и I3, учитывая углы и характер реактивных сопротивлений ветвей
-
Складывая на плоскости векторы I2 и I3 получаем ток I1
-
В масштабе строим вектор падения напряжения на участке ab
-
Складывая на плоскости векторы Uab и Ubc, получаем вектор напряжения на зажимах цепи. Из векторной диаграммы следует, что ток I1 опережает по фазе напряжение U на угол fi1 и его мгновенное значение равно
Вывод: изучили основные соотношения электрических величин в цепях синусоидального тока, ознакомились с понятиями активной, реактивной, мгновенной и полной мощностей, а также научились строить векторные диаграммы исследуемых цепей.