Программа работы

1. Исследовать неразветвленную цепь синусоидального тока, содержащую

конденсатор и индуктивную катушку, в трех режимах:

X_L = X_C ; X_L > X_C ; X_L < X_C .

2. Исследовать разветвленную цепь синусоидального тока с параллельным

соединением конденсатора и индуктивной катушки в трех режимах:

В_L = В_C ; В_L > В_C ; В_L < В_C .

3. Построить векторные диаграммы напряжений и токов для всех режимов

работы цепи с последовательным и параллельным соединением конденсатора и индуктивной катушки.

4. Рассчитать для каждого режима параметры цепи (см. табл. 1 и табл. 2), используя формулы (2), (3), (4), (6), (7), (10), (12), (14).

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с лабораторным стендом.

2. Собрать электрическую цепь по схеме (рис. 7) и после проверки ее преподавателем включить в сеть с напряжением 36В.

3. Изменяя индуктивность катушки перемещением ее по сердечнику, при неизменной емкости, произвести измерения для режимов:

X_L = X_C ; X_L > X_C ; X_L < X_C .

Показания приборов для каждого режима занести в табл.1.

Выделить резонанс напряжений.

Таблица 1

Данные измерений

Данные из векторных диаграмм

Результаты вычислений

I

U

U1

U2

UR

UL



RK

XLк

XC

X

Z

C

LK

cos 

А

В

В

В

В

В

град

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

мкФ

Гн

-

1 2 3

4. Собрать электрическую цепь по схеме (рис.8) и после проверки ее преподавателем включить в сеть с напряжением 127В.

5. Изменяя величину емкости конденсатора при постоянной индуктивности или изменяя величину индуктивности при постоянной емкости, произвести измерения для трех режимов:

В_L = В_C ; В_L > В_C ; В_L < В_C .

Показания приборов занести в табл. 2.

Таблица 2

Данные измерений

Данные из векторных диаграмм

Результаты вычислений

U

I

I1

I2

Ia

Iр

I2а

I2L



G

BC

BL

Y

cos 

В

А

А

А

А

А

А

А

град

См

См

См

См

-

1 2 3

Указания к построению векторных диаграмм

Векторные диаграммы дают наглядное представление о режимах работы электрической цепи. Различают векторные диаграммы напряжений и токов. Для последовательной цепи строится векторная диаграмма напряжений, а для параллельной цепи – векторная диаграмма токов. При построении векторных диаграмм необходимо выбрать и указать масштабы:

m_U – масштаб для напряжений,

m_I – масштаб для токов.

Векторная диаграмма напряжений

Векторная диаграмма напряжений строится по данным измерений U, U₁, U₂ (схема рис.7, табл.1) по уравнению.

Целью ее построения является определение активной U_R и реактивной U_L составляющих напряжения на катушке и угла сдвига фаз  между напряжением на входе цепи и током.

Порядок построения векторной диаграммы напряжений

1. Провести вектор тока , который является одним и тем же для всех элементов цепи.

2. Провести вектор напряжения, отстающий от вектора токана угол 90⁰.

3. Из начала вектора сделать циркулем засечку радиусом, равным напряжениюU, а из конца вектора – засечку радиусом, равным напряжению. Точку пересечения засечек соединить с началом и концом вектора, определив направления векторови.

4. Перенести вектор в начало вектора.

5. Разложить вектор на активнуюи реактивнуюсоставляющие, спроектировав векторна вектор.

6. Учитывая масштаб m_U, определить величины напряжений и.

,

.

Примерная векторная диаграмма для одного из режимов приведена на рис.9.

Векторная диаграмма токов

Векторная диаграмма токов строится по данным измерений ,,(схема рис.8, табл.2) по уравнению.

Целью построения векторной диаграммы является определение активной и реактивнойсоставляющих тока неразветвленной части цепи, активнойи реактивнойсоставляющих тока катушкии угла сдвига фаз между напряжениеми током.

Порядок построения векторной диаграммы токов

1. Провести вектор напряжения , который является одним и тем же для обеих параллельных ветвей.

2. Провести вектор тока, опережающий векторна 90⁰.

3. Из начала вектора сделать циркулем засечку радиусом, равным токуI, а из конца вектора – засечку радиусом, равным токуI₂. Точку пересечения засечек соединить с началом и концом вектора , определив направления векторов и .

4. Перенести вектор в начало вектора.

5. Разложить векторы ина активныеи и реактивные исоставляющие, спроектировав векторы и на линию, перпендикулярную напряжению.

6. Учитывая масштаб m_I, определить величины токов ,,,:

Примерная векторная диаграмма для одного из режимов приведена на рис. 10.