Лабораторная работа 3

ЦЕПЬ ОДНОФАЗНОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ АКТИВНЫХ И РЕАКТИВНЫХ СОПРОТИВЛЕИЙ

Цель работы: 1. Изучение свойств элементов цепи.

2. Изучение цепи с параллельным соединением элементов.

3. Усвоение метода векторных диаграмм.

Основные сведения. В цепи, состоящей из нескольких параллельно соединенных ветвей, ток в неразветвленной части определяется геометрической суммой токов ветвей, потому что, токи не совпадают по фазе. Для схемы изображенной на рисунке 1, ток I=Ì_л+Ì_к+Ì_с. Сущность метода в следующем:

1. Синусоидально изменяющаяся величина представляется вектором, вращающимся на плоскости против часовой стрелки.

2. Вектор совершает оборот за время периода Т, отсюда угловая скорость вращения вектора , где f=50 Гц – промышленная частота напряжения (или тока) цепи.

3. Мгновенное значение синусоидально изменяющейся величины определяется проекцией вектора

I_m (U_m) на ось ординат.

Приборы измеряют действующее значение токов и напряжений, поэтому расчет и построение векторных диаграмм производится, как правило, для действующих значений:, . При параллельном соединении элементов напряжение во всех элементах одно и то же. Поэтому построение векторных диаграмм следует начинать с вектора напряжения. При этом следует учесть, что для лампы накаливания φ_r = 0, катушки φ_к >0 и конденсатора φ_с = -90˚ (т.к. r_c≈0).

Электрическая цепь, собранная на стенде (см. рис. 2), содержит три параллельно соединенные ветви. В первую ветвь включается лампа накаливания, выполняющая роль активного сопротивления r. Во вторую ветвь включен бумажный конденсатор типа МБГО, обладающий малыми собственными потерями, /т.е. в нем выделяется очень малая активная мощность/, поэтому его можно считать идеальной емкостью С. В третьей ветви находится катушка индуктивности, эквивалентная схема которой может быть представлена последовательным соединением идеальной индуктивности L_k и активного сопротивления r_k.

Порядок выполнения работы:

1. Изучить представленную на стенде схему, выяснить назначение включенных в нее элементов и приборов. Определить цену одного деления каждого прибора. Включение стенда в сеть производится выключателем S, а отдельных элементов - с помощью выключателей S_r, S_c, S_к.

2. Записать в таблицу показания всех приборов при включении в цепь:

1. лампу накаливания r_л;

2. катушки индуктивности L_к, r_к;

3. конденсатора С;

4. лампы накаливания r_л и катушки индуктивности L_к, r_к;

5. лампы накаливания r_л и конденсатора С;

6. катушки индуктивности L_к, r_к и конденсатора С;

7. лампы накаливания r_л, катушки индуктивности L_к, r_к и конденсатора С;

Режим

Измеренные величины

Вычисленные величины

U

I

P

Iл

Iк

Ic

y

g

b

Iа

Iр

сosφк

φк

cosφ

φ

Q

S

В

А

Вт

А

А

А

Ом-1

Ом-1

Ом-1

A

A

-

°

-

°

Вар

ВА

rл

Lк, rк

С

rл, Lк, rк

rл, С

С, Lк, rк

rл, Lк, rк, С