Аппаратура и материалы
Для выполнения работы необходимы лабораторные стенды «Электротехника», включающие в себя:
– элементы, обладающие активными и реактивными сопротивлениями (катушку индуктивности, батарею конденсаторов и реостат);
– переносной ваттметр для измерения активной мощности;
– измерительные приборы переменного тока.
Указания по технике безопасности
1. Перед началом занятий в лаборатории необходимо ознакомиться с настоящими методическими указаниями и пройти инструктаж по «Технике безопасности для студентов, выполняющих учебные занятия в лабораториях кафедры теоретической и общей электротехники Северо-Кавказского государственного технического университета». Инструктаж фиксируется преподавателем в журнале. Студенты, не прошедшие инструктаж по технике безопасности, к работе не допускаются.
2. Перед началом сборки цепи следует убедиться в том, что стенд обесточен. Во время сборки схемы нужно прокладывать провода так, чтобы было меньше их пересечений. Неиспользованные соединительные провода убирают с лабораторного стола.
3. Собранная электрическая цепь должна быть проверена преподавателем и может включаться только по его разрешению. Преобразования схем нужно производить только при выключенном напряжении, которые проверяются преподавателем.
4. Все работы на установках должны производиться не менее чем двумя студентами. О включении напряжения следует предупредить всех членов бригады, совместно выполняющих эту работу.
5. В ходе работы запрещается оставлять включенную схему без наблюдения. После окончания испытания или при перерыве в работе схему отключают от сети тумблером «Сеть».
6. При неисправностях в аппаратах, приборах или проводах схему отключают и сообщают об этом преподавателю.
9. Разборку схемы осуществлять по разрешению преподавателя после предъявления ему протокола испытаний.
Методика и порядок выполнения работы
1 Экспериментальное исследование режимов работы неразветвленной цепи переменного тока, содержащей активные и реактивные потребители
1.1 Исследовать цепь с последовательно соединенным активным и индуктивным элементами, для чего собрать цепь согласно рисунку 5. Для измерения падений напряжений на элементах цепи можно использовать переносной вольтметр или стационарные вольтметры стенда.
Рисунок 5 – Схема для определения параметров катушки индуктивности
1.2 Установить ЛАТР напряжение на входе схемы, не превышающее 100 В. Измерить величины протекающего тока в цепи и падений напряжений на катушке индуктивности и реостате. Измерить активные мощности источника питания, катушки индуктивности и реостата. Результаты измерений занести в таблицу 5. Убедиться, что суммарная потребляемая мощность реостата и катушки равняется мощности сети.
Таблица 5 – Измерения и расчет параметров катушки индуктивности
|
Измерено |
Вычислено | |||||||||||
|
Параметры |
параметры элементов цепи | |||||||||||
|
Ист. питания |
Элементов цепи | |||||||||||
|
U, В |
I, А |
Р, Вт |
UR, В |
UL, В |
PR, Вт |
РК, Вт |
Z, Ом |
Rр, Ом |
Rк, Ом |
ХLк, Ом |
UКа, В |
UКр, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.3 Исследовать цепь с активно-емкостным элементом, для чего:
– отключив от зажимов ав катушку индуктивности, подключить к ним батарею конденсаторов (все емкости должны быть включены);
– установить напряжение сети не более 70 В и повторить опыт по п. 1.2 методики. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 6.
Убедиться, что суммарная потребляемая мощность равна мощности реостата, т.к. активная мощность батареи конденсаторов равна нулю.
1.4 По данным измерений пп. 1.2 и 1.3 и аналитических расчетов построить в масштабе векторные диаграммы с учетом фазовых соотношений, а также треугольники напряжений и сопротивлений.
Таблица 6 – Измерения и расчет параметров емкостного элемента
|
Измерено |
Вычислено | |||||||||||
|
Параметры |
параметры элементов цепи | |||||||||||
|
ист. питания |
элементов цепи | |||||||||||
|
U, В |
I, А |
Р, Вт |
UR, В |
UС, В |
PR, Вт |
РС, Вт |
Z, Ом |
Rр, Ом |
ХС, Ом |
S, ВА |
cosφ |
С, мкФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|