ЛАБЫ / 3 / Лабораторная работа 3

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИСТЕТ»

Инженерная школа энергетики

Отделение электроэнергетики и электротехники

Лабораторная работа №3

КОНДЕНСАТОР И КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ

В ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

Вариант 3

Исполнитель:
студент группы	5А36		Кондрашов Максим
Руководитель:
преподаватель			Колчанова Вероника Андреевна

Томск 2024

Цель работы. Научиться определять параметры конденсатора и катушки индуктивности, строить векторные диаграммы, а также проверить выполнение законов Кирхгофа в цепи синусоидального тока.

Рис. 3.1. Рис. 3.2.

Пунктиром в них обведены конденсатор с параметрами g, C и катушка индуктивности с параметрами R, L. Обе цепи питаются от источника синусоидального напряжения, частоту f и действующее значение напряжения U которого можно регулировать. Величины U и f, а также параметры схем выбирают из табл. 3.1, согласно указанному преподавателем варианту. Измерения действующих значений токов и напряжений выполняются амперметрами с пределом 200 мА и вольтметрами с пределом 20 В.

Программа работы

А) Исследование активно-емкостной цепи

1. Собираем цепь согласно варианту по схеме рис. 3.1 с параметрами, табл. 3.1.

Таблица 3.1

Вариант		1		2		3		4		5		6		7		8		9		10
U	В		4		4,5		5		4		4,5		5		4,5		4		4,5		5
f	Гц		500		1000		2000		1000		500		500		1000		2000		1000		500
R1	Ом		330		150		100		220		470		680		470		220		330		470
C	мкФ		1		1		1		1		1		0,47		0,47		0,47		0,47		0,47
R2	Ом		680		680		1000		1000		470		220		220		470		470		150
L	мГн		100		100		100		100		100		40		40		40		40		40

2. Устанавливаем необходимые частоту и напряжение источника и заполняем табл. 3.2

Таблица 3.2

f =2000 Гц;  = 2f =12560 рад/с; R1 = 100 Ом; =1 мкФ
Данные опыта			Результаты расчета
U	I	I2	I1	2	g	C
В	мА	мА	мА	град	См	мкФ	мА	мА	мА	мА
5	70	50	50	-90	0	0,796				70.7

3. Вычисляем ток в сопротивлении R₁:

Строим векторную диаграмму.

Рис. 3.3.

4. Параметры конденсатора g и C .

См

Сравниваем рассчитанное значение С с величиной емкости, установленной в схеме.

с учетом погрешности измерения и тепловых потерь.

5. Проверим выполнение первого закона Кирхгофа в показательной форме

Б) Исследование активно-индуктивной цепи

1. Собираем электрическую цепь по схеме, показанной на рис. 3.2 с параметрами, соответствующими варианту из табл. 3.1,

2. Установим требуемые значения U и f . Заполняем табл. 3.3

Таблица 3.3

f = 2000 Гц;   f = 12560 рад/с; R2 = 1000 Ом; L = 100 мГн
Данные опыта			Результаты расчета
U	I	U1		U2	1	R	L
В	мА	В		В	град	Ом	мГн	В	В	В	В
5	2	3,78		2	63,35	838,89	135				5

3. Напряжение на сопротивлении R₂:

Строим векторную диаграмму

Рис. 3.4.

4. Параметры катушки R, L.

Сравним со значением, установленным в схеме.

с учетом погрешности измерения и тепловых потерь.

с учетом погрешности измерения и тепловых потерь.

6. Проверим выполнение второго закона Кирхгофа в показательной форме

6. Выводы по работе:

В ходе работы было выполнено 2 опыта, с помощью которых были определены параметры конденсатора:

См

, что исходным данным с учетом погрешности измерений и тепловых потерь.

и катушки индуктивности:

, что исходным данным с учетом погрешности измерений и тепловых потерь.

Были построены векторные диаграммы токов и напряжений, с помощью которых были найдены углы наклона φ, и .

Было проверено выполнение I и II законов Кирхгофа в цепи синусоидального тока, значения расчетов и измеренных данных совпадают.

Литература

1. Лукутин А.В. Электротехника и электроника: учеб.пособие / А.В. Лукутин, Е.Б. Шандарова. – Томск: ТПУ, 2010. – 198 с.

2. Аристова Л.И. Сборник задач по электротехнике: учеб.пособие / Л.И. Аристова, А. В. Лукутин. – Томск: ТПУ, 2010. – 107 с.

3. Электротехника и электроника: в 3-х книгах, кн. 1: Электрические и магнитные цепи / под ред. В.Г.Герасимова. – М.: Энергоатомиздат, 1996. – 288 с.

4. Электротехника и электроника: в 3-х книгах, кн. 2: Электромагнитные устройства и электрические машины / под ред. В.Г.Герасимова. – М.: Энергоатомиздат, 1997. – 272 с.

5. Теоретические основы электротехники: учебник для вузов / К.С.Демирчян, Л.Р.Нейман, Н.В.Коровкин. – 5-е изд. – СПб.: Питер, 2009. – (Учебник для вузов). Т. 2. – 2009. – 432 с.

6. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учебник для бакалавров / Л.А.Бессонов. – 11-е изд., перераб. и доп. – М.: Юрайт, 2012. – 701 с.

7. Основы теории цепей / Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. М.: Энергоатомиздат, 1989. – 528 с.