Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Уральский Государственный Горный Университет"

Кафедра электротехники

Исследование однофазных электрических цепей синусоидального тока с последовательно соединенными элементами

Лабораторная работа

Группа ОПИ - 13

Студент Кожевников А.О.

Преподаватель Стожков Д.С.

Екатеринбург

2015

Цель работы

Научиться соединять последовательно резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы и подключать приборы для измерения тока, напряжения и мощности в однофазных неразветвленных цепях.

Научиться определять параметры электрической цепи с последовательно соединенными элементами и строить на комплексной плоскости топографические диаграммы напряжений, сопротивлений и мощностей.

Цена деления приборов

Цена деления амперметра:

Цена деления вольтметра:

Цена деления ваттметра:

Опыт 1. Исследование цепи с катушкой индуктивности

Таблица 1.1.

Измерено
Ток цепи	Напряжение цепи	Активная мощность цепи

Полное сопротивление :

Активное сопротивление катушки :

Индуктивное сопротивление :

Активная составляющая напряжения :

Индуктивная составляющая напряжения :

Реактивная мощность :

Полная мощность :

Коэффициент активной мощности :

Таблица 1.2.

Вычислено

Алгебраическая и показательная форма записи полной сопротивлении цепи

Алгебраическая и показательная форма записи полного напряжения цепи :

Алгебраическая и показательная форма записи полной мощности цепи :

Вывод. Напряжение на резисторе опережает силу тока на ; вектор падения на активном сопротивлении катушки совпадает с вектором тока по направлению, а на индуктивном сопротивление опережает вектор тока катушки на ; из сети потребителя активная энергия расходуется на нагрев катушки, а реактивная энергия используется для создания магнитного поля катушки; коэффициент мощности меньше единицы.

Опыт 2.Исследование цепи с резистором и конденсатором

Таблица 1.3.

Измерено
Ток цепи	Напряжение цепи	Активная мощность цепи

Полное сопротивление цепи :

Сопротивление резистора :

Емкостное сопротивление конденсатора :

Активная составляющая напряжения :

Емкостная составляющая напряжения :

Емкостная емкость :

Полная мощность :

Коэффициент активной мощности :

Таблица 1.4.

Вычислено

Алгебраическая и показательная форма записи полной сопротивлении цепи

Алгебраическая и показательная форма записи полного напряжения цепи :

Алгебраическая и показательная форма записи полной мощности цепи :

Вывод. Напряжение цепи отстает от силы тока на ; напряжение на резисторе совпадает с током по направлению, а на конденсаторе отстает от тока на угол ; из сети потребляется активная энергия для нагрева резистора и реактивная энергия для создания электрического поля конденсатора; коэффициент мощности меньше единицы.

Опыт 3. Исследование цепи с резистором, катушкой индуктивности и конденсатором

Таблица 1.5.

Измерено
Ток цепи	Напряжение					Активная мощность цепи
	На резисторе	На катушке индуктивности	На конденсаторе	Цепи

Сопротивление резистора :

Активная мощность резистора :

Активное сопротивление всей цепи :

Активное сопротивление катушки индуктивности :

Полное сопротивление катушки индуктивности :

Индуктивное сопротивление катушки индуктивности :

Емкостное сопротивление конденсатора :

Реактивное сопротивление цепи :

Полное сопротивление цепи :

Активная мощность катушки индуктивности :

Индуктивная мощность катушки индуктивности :

Емкостная мощность конденсатора :

Полная мощность цепи :

Коэффициент активной мощности :

Активная составляющая напряжения :

Индуктивная составляющая напряжения :

Полная мощность катушки :

Реактивная мощность цепи

Коэффициент активной мощности :

Таблица 1.6.

Резистор		Конденсатор			Катушка индуктивности

Катушка индук-ти				Исследуемая цепь

Алгебраическая и показательная форма записи полной сопротивлении цепи

Алгебраическая и показательная форма записи полного напряжения цепи :

Алгебраическая и показательная форма записи полной мощности цепи :

Вывод. Напряжение цепи отстает от силы тока на ; из сети потребляется только активная энергия на нагрев ее элементов; коэффициент мощности меньше единицы; возникает незатухающий колебательный процесс обмена энергией между электрическими и магнитными полями конденсатора и катушки индуктивности.

Задача В № 6

Дано:

Решение.

Действующая сила тока в цепи (показание амперметра):

Активное сопротивление катушки индуктивности 1:

Индуктивное сопротивление катушки индуктивности 1:

Активное сопротивление катушки индуктивности 2:

Индуктивное сопротивление катушки индуктивности 2:

Активное напряжение катушки индуктивности 1:

Индуктивное напряжение катушки индуктивности 1:

Активное напряжение катушки индуктивности 2:

Индуктивное напряжение катушки индуктивности 2:

Активная мощность катушки индуктивности 1:

Реактивная мощность катушки индуктивности1:

Активная мощность катушки индуктивности 2:

Реактивная мощность катушки индуктивности 2:

Модуль полного напряжения катушки индуктивности 1 (показание вольтметра 2):

Модуль полного напряжения катушки индуктивности 1 (показание вольтметра 3):

Комплекс полного сопротивления цепи в алгебраической и показательной форме:

Комплекс действующего напряжения в цепи в алгебраической и показательной форме:

Действующее напряжение в цепи (показание вольтметра 1):