ТОЭ-УМК-бак. 11.11 (2к. 2 сес.) / Лаб. работы / Л. р.-5А Паралл. соед. перем. тока

Лабораторная работа № 5А.

Исследование цепи переменного синусоидального тока с параллельным и смешанным соединением элементов.

Время для выполнения работы – 2 часа.

1. Цель работы:

1. Закрепление навыков чтения и сборки несложных электрических схем.

2. Изучение зависимости напряжений и токов от параметров цепи синусоидального тока при параллельном и смешанном соединении элементов.

3. Выработка навыков построения векторных диаграмм.

2. Приборы и оборудование:

2.1 - источники постоянного и переменного синусоидального напряжений;

2.2 – амперметры, вольтметры;

2.3 - активные сопротивления (резисторы), индуктивности (дроссели), емкости (конденсаторы).

3. План работы.

3.1 Исследование используемых для работы элементов – резистора, индуктивности и емкости.

3.2 Исследование цепи синусоидального тока при параллельном соединении элементов.

3.3 Исследование цепи синусоидального тока при смешанном соединении элементов.

3.4 Расчет величин и параметров исследуемой цепи.

3.5 Построение векторной диаграммы цепи.

3.6 Оформление отчета о работе.

4. Указания по выполнению работы.

4.1 Исследование резистора, индуктивности и емкости.

4.1.1 Поочередно присоединяя предложенные для работы резистор, индуктивность и емкость к источнику переменного синусоидального напряжения, измерить напряжение и ток элементов, занести результаты измерений в таблицу 1;

4.1.2 Присоединить индуктивность к источнику постоянного напряжения и измерить напряжение и ток;

4.1.3 Вычислить сопротивления элементов, записывая результаты в таблицу 1;

Схемы для изучения элементов (п.4.1.1 и 4.1.2) составить самостоятельно.

Таблица 1

Резистор			Индуктивность						Емкость
			Переменное напряжение			Постоянное напряжение
U, В	I, А	R, Ом	U, В	I, А	ZL,Ом	U, В	I, А	RL, Ом	U, В	I, А	ХС, Ом

4.2 Исследование цепи синусоидального тока при параллельном соединении элементов.

4.2.1 Собрать схему 1 цепи синусоидального тока при параллельном соединении элементов.

Схема 1.

4.2.2 Подать на схему переменное напряжение и измерить ток и напряжения на элементах. Результаты измерений занести в таблицу 2.

Таблица 2

U, В	I, А	IR, А	IL, А	IС, А

4.3 Исследование цепи синусоидального тока при смешанном соединении элементов.

4.3.1 Собрать схему 2 цепи синусоидального тока при смешанном соединении элементов.

Схема 2

4.3.2 Подать на схему переменное напряжение и измерить ток и напряжения на элементах. Результаты измерений занести в таблицу 3.

Таблица 3

U, В	I, А	UR, А	UL, В	IL, А	UС, В	IС, А

4.4 Расчет величин и параметров электрической цепи при параллельном

соединении элементов

4.4.1 Используя опытные и расчетные данные таблицы 1, определить:

4.4.1.1 – индуктивное сопротивление ХL дросселя;

4.4.1.2 – индуктивность дросселя L;

4.4.1.3 – емкость конденсатора С;

4.4.1.4 – расчетное и опытное полное сопротивление цепи Z;

При расчетах принять линейную частоту источника питания равной 50 Гц.

4.4.2 На основании расчетов, выполненных в п. 4.4.1, найти

4.4.2.1 – резонансную частоту для получения резонанса токов в исследуемой цепи при заданных индуктивности и емкости;

4.4.2.2 – величину индуктивности Lр., при которой в исследуемой цепи наступит резонанс токов при промышленной частоте переменного тока;

4.4.2.3 - величину емкости Ср., при которой в исследуемой цепи наступит резонанс токов при промышленной частоте переменного тока;

4.4.2.4 – величину потребляемого цепью тока в момент резонанса токов.

4.4.2 Рассчитать

При записи сопротивлений элементов цепи в комплексной форме и построении векторной диаграммы следует использовать учебный материал, рассмотренный на теоретических занятиях по теме «Линейные цепи однофазного переменного тока».

Построение векторной диаграммы напряжений начать с вектора тока I, предварительно выбрав удобный масштаб напряжения. Общий вид диаграммы дан на обороте.

После построения диаграммы определить по ней модуль напряжения питания и сравнить его со значением напряжения, поданного на зажимы цепи.

Контрольные вопросы.

1. Объяснить причины изменения сопротивления индуктивности и емкости при подключении их к источнику переменного напряжения по сравнению с присоединением к источнику постоянного напряжения.

2. Как изменится сопротивление индуктивности и емкости с увеличением частоты питающего напряжения в два раза?

3. Почему при питании постоянным напряжением последовательной цепи из резистора, индуктивности и емкости амперметр не показывает ток?

4. Почему напряжение на зажимах цепи из последовательно включенных резистора и реактивных элементов меньше арифметической суммы напряжений на каждом элементе?

Литература.

1. Ф.С. Евдокимов. Теоретические основы электротехники. М.: АКАДЕМА, 2004.

2. А.С. Касаткин, М.В. Немцов. Электротехника. М.: АКАДЕМА, 2003.

3. В.А. Кузовкин. Теоретическая электротехника. М.: «Логос», 2002.

4. Электротехника. Учебное пособие в трех книгах. Книга 1. Теория электрических и магнитных цепей. Электрические измерения. (Под ред. П.А. Бутырина, Р.Х. Гафиятуллина А.Л. Шестакова). Челябинск - Москва: Издательство ЮУрГУ.

4