ТОЭ ЛАБЫ / лабы Тоэ1 / лаба7

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

МАИ

Кафедра Теоретической электротехники

Лаборатория ТОЭ

Отчет по работе №7

«R, L, C – цепи синусоидального тока»

студента Сысоева А.В.

группы 03-204

Отчёт приняли преподаватели Савостьянов В.В.

Корнилов А.Б.

“___”__________________20___г.

____________________

подпись преподавателя

Москва, 2004

Цель работы: исследование установившегося синусоидального режима в цепях R, L, C при последовательном и смешанном соединениях. Построение векторных диаграмм напряжений.

Элементы и приборы: блок переменного сопротивления ; блок переменной индуктивности ; блок переменной емкости ; резисторы , , , ; генератор сигналов низкочастотный (ГСН); двухканальный осциллограф; цифровой вольтметр.

Т а б л и ц а 1

Результаты измерений							Расчётные значения
№ п/п	U, В	I, А	UR4, В	UL4, В	UC4, В		S, ВА	P, Вт	Q, ВАР
1	10	0,15	4,60	8,71	15,30	-46	1,5	1,04	-1,08
2	10	0,15	3,06	15,58	7,58	46	1,5	1,04	1,08
3	10	0,23	7,15	12,22	11,81	0	2,3	2,3	0

Т а б л и ц а 2

Результаты измерений												Расчётные значения
№ п/п	I, А	I3, А	I4, А	U2, В	U3, В	UR4, В	UL4, В	UC4, В
1	0,17	0,08	0,14	8,56	8,0	7,1	7,3	8,1	-6,6	43	-39	-6,7	49,1	-33,9

Экспериментальная часть

1. Для исследования синусоидального режима собрать цепь по схеме рис.1,а, установив , , .

2. Подключить к клеммам 1, 3 настроенный на частоту генератор и цифровой вольтметр. Вращением ручки генератора «регулировка вых.» установить на входе цепи напряжение .

3. Измерить напряжения: U_R4 – на клеммах блока переменного сопротивления R₄; U_L4 – на клеммах блока переменной индуктивности L₄; U_С4 – на клеммах блока переменной емкости С₄; U₁₉ – на резисторе R₁₉. Результаты записать в таблицу 1.

4. Измерить угол сдвига фаз между напряжением и током на входе цепи. Для этого подключить к цепи осциллограф согласно схеме рис.1,б. Значение записать в таблицу 1.

5. Изменить величины элементов цепи таким образом, чтобы:

а) значение угла сдвига фаз осталось бы прежним, а знак поменялся;

, , ;

б) угол приближенно стал бы равным нулю.

, ; .

6. Для п.5,а повторить пп.3 и 4; для п.5,б повторить п.4.

7. Собрать исследуемую цепь по схеме рис.2,а, предварительно установив , , . Подключить к цепи генератор, настроенный на частоту , и установить напряжение .

8. Измерить напряжения: U₁₉, U₂₀, U₂₁ – на резисторах R₁₉, R₂₀, R₂₁; U₂, U₃ – на резисторах R₂, R₃; U_R4, U_L4, U_C4 – соответственно на блоках переменного сопротивления, переменной индуктивности и переменной емкости. Результаты записать в таблицу 2.

9. Измерить углы сдвига фаз: - между напряжением на входе цепи и током в неразветвленной части цепи; - между напряжением на параллельных ветвях U_2-5 (напряжение между узлами 2 и 5) и током i₃ в ветви с конденсатором; - между напряжением U_2-5 и током i₄ в ветви с катушкой индуктивности. Для этого подключить к цепи осциллограф согласно схемам рис.2,б, в и г. Результаты записать в таблицу 2.

Расчётная часть

1. Для цепи рис.1,а, используя данные и результаты измерений пп.2, 3 экспериментальной части, вычислить полное сопротивление цепи Z и действующее значение тока I.

;

;

.

2. Используя данные п.1 экспериментальной части и учитывая, что активное сопротивление катушки в блоке переменной индуктивности , рассчитать теоретически для цепи рис.1,а: полное сопротивление цепи Z; действующее значение тока в цепи I; угол сдвига фаз . Сравнить расчётные значения с экспериментальными.

;

;

;

;

;

.

3. Рассчитать полную, активную и реактивную мощности в цепи рис.1,а для случаев, когда значения элементов цепи соответствуют установленным в пп.1 и 5,а и б экспериментальной части. Результаты записать в таблицу 1.

Для п.1:

;

;

;

для п.5,а:

;

;

;

для п.5,б:

;

;

.

4. Полагая, что начальная фаза напряжения на входе цепи рис.2,а , рассчитать комплексные значения токов в ветвях и напряжения на элементах цепи. Сравнить расчётные действующие значения токов, напряжений и углов сдвига фаз с экспериментальными. Расчётные значения углов сдвигов фаз записать в таблицу 2.

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

5. Используя результаты измерений пп.8 и 9 для цепи рис.2,а, составить баланс активной и реактивной мощностей.

;

;

.

6. Используя данные и результаты измерений пп.1-3, 5,а и б для цепи рис.1,а, построить диаграммы напряжений.