ФБТ БИ 2курс / ЛР_3
.pdfНаціональний технічний університет України
‘‘Київський політехнічний інститут’’
кафедра теоретичної електротехніки
Лабораторна робота № 3
Коло однофазного синусоїдного струму з послідовно з’єднаними активними і реактивними опорами
Виконав: студент гр.
|
|
|
факультету |
||
|
|
|
(ПІБ) |
||
Прийняв: |
(ПІБ) |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
(підпис) |
||
„ |
|
„ |
20 р. |
||
|
|
|
|
|
|
м. Київ
М е т а р о б о т и: дослідити коло змінного струму при послідовному з’єднанні лінійних опорів; дослідити явище резонансу напруг; навчитися вираховувати параметри кола і будувати за даними дослідів векторні діаграми.
П о р я д о к в и к о н а н н я р о б о т и 1.Ознайомитися з вимірювальними приладами та апаратами, які застосовують у роботі.
Записати їх паспортні данні в таблицю 1. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Таблиця 1 |
|
|
|
№ |
Прилади |
Позн. |
Вимірю- |
Клас |
Межа |
Шкала |
Ціна |
Прим |
п/ |
і |
в |
вальний |
точ- |
вимірювання |
|
ділення |
|
п |
апарати |
схемі |
механізм |
ності |
або номінальні |
|
|
|
|
|
|
або тип |
|
параметри |
|
|
|
1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
|
|
|
|
|
|
|
|
2.Скласти відповідно до рис.1 схему послідовного з’єднання двох активних опорів r1 і r2.
3.Встановити в колі струм, величину якого визначить керівник занять, і виміряти величини, наведені у таблиці 2.
|
|
|
|
|
|
Таблиця 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Дані вимірювань |
|
|
|
|
Результати обчислень |
|||||
I |
U |
U1 |
U2 |
P |
P1 |
P2 |
|
r |
|
r1 |
r2 |
cos |
А |
|
В |
|
|
Вт |
|
|
|
|
Ом |
|
д/од |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.У схемі за рис.1 замінити опір r2 котушкою з активним опором rк та індуктивністю L (рис.2). Провести вимірювання величин відповідно до таблиці 3.
4.У схемі за рис.2 котушку замінити конденсатором (рис.3). Величину ємності встановити за вказівкою керівника.
Виміряти величини, наведені в табл.4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 3 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Дані вимірювань |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
I |
|
U |
|
U1 |
|
|
U2 |
|
|
|
P |
|
P1 |
|
|
P2 |
|||
|
A |
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вт |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Результати обчислень |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
котушка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
усе коло |
|
|
|
|||
zK |
|
rK |
xK |
cos K |
|
|
L |
|
z |
|
r |
|
UA |
|
UP |
cos |
||||
|
|
Ом |
|
|
д/од |
|
|
Гн |
|
|
Ом |
|
|
В |
|
|
д/од |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 4 |
|
|
||
|
|
|
Дані вимірювань |
|
|
||||
I |
U |
U1 |
|
U2 |
|
P |
|
P1 |
P2 |
A |
|
B |
|
|
|
|
|
Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Результати обчислень |
|
|
||||
конденсатор |
|
|
|
|
усе коло |
|
|
||
xC |
C |
r |
|
z |
|
UA |
|
UP |
cos |
Ом |
мкФ |
|
Ом |
|
В |
|
д/од |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Скласти відповідно до рис.4 коло, у складі якого послідовно ввімкнені котушка і конденсатор.
П р и м і т к а. Враховуючи можливість виникнення великих напруг, дослідження кола треба провадити при заниженій на затискачах схеми напрузі U=50в.
I |
A |
* |
r1 |
r2 |
|
FU |
* W |
|
|
|
|
|
|
U1 |
U2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
U |
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
FU |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1 |
|
|
|
I |
A |
* |
r1 |
rк |
L |
FU |
* W |
|
|
|
|
|
|
U1 |
|
U2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
U |
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
FU |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2 |
|
|
|
I |
|
* |
r1 |
|
C |
A |
|
|
|||
FU |
* W |
|
|
|
|
|
|
U1 |
|
U2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
U |
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
FU |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3 |
|
|
|
A |
* |
* |
|
W |
|
||
FU |
|
|
|
|
|
|
C |
V |
|
|
V2 |
|
|
|
|
50 B |
|
|
|
FU |
|
rк |
L |
V1
Рис. 4 6. Змінюючи величину ємності ступенево в межах від С = 0 до С = Смах, виміряти величини
відповідно до табл. 5.
Межі зміни ємності визначає керівник занять відповідно до параметрів схеми. Особливу увагу звернути на резонанс напруги при С = С0.
|
|
|
|
|
|
Таблиця 5 |
Результати обчислень |
|
|||
№ |
|
|
Дані вимірювань |
|
|
P |
|
||||
C |
I |
U |
U1 |
U2 |
|
cos |
|
xc |
|
||
пор. |
мкФ |
А |
|
В |
|
|
Вт |
д/од |
градуси |
Ом |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О п р а ц ю в а н н я р е з у л ь т а т і в в и м і р ю в а н ь
1.Аналітично визначити величини, що у табл.2, 3, 4, 5.
2.Побудувати в масштабі відповідно до даних таблиць 2, 3, 4 векторні діаграми. За даними
табл. 5 побудувати векторні діаграми для випадків: С = С0 ,С > C0 , C < C0 . Вказати масштаби для напруги і струму.
3. За даними |
табл. 5 побудувати в масштабі на одному рисунку графіки залежностей: |
I = f(C), cos |
= f(C), =f(C). |
4. За даними табл. 2, 3, 4 написати в комплексній формі вирази опорів котушки, реостата та конденсатора. Дати короткі висновки про виконану роботу.
З а п и т а н н я і з а в д а н н я д л я с а м о п е р е в і р к и
1.Використовуючи результати вимірювань, показати, як виконується другий закон Кірхгофа для дійсних значень напруг.
2.Показати, як за показами приладів обчислено r, L і C.
3.Пояснити принцип побудови векторних діаграм для окремих випадків кіл r, L і C та для послідовного з’єднання. Активними витратами в конденсаторі знехтувати.
4.Зобразити і проаналізувати, використовуючи відповідні формули, графік I = f(C), cos =
f(C), = f(C).
5.Навести якісні і кількісні умови, при яких виникає резонанс напруг.
6.У чому небезпека резонансу напруг?
Іcos
901,0
0,9
70 |
0,8 |
|
|
||
50 |
0,7 |
|
|
||
30 |
0,6 |
|
|
||
10 |
С |
|
0 |
0,5 |
|
-10 |
мкФ |
|
0,4 |
||
|
||
-30 |
0,3 |
|
|
||
-50 |
0,2 |
|
|
||
-70 |
0,1 |
|
|
||
-90 |
С |
|
|
мкФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Векторні |
діаграми |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mU = |
В/см, mI = |
|
А/см |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Векторні діаграми
mU = В/см, mI = А/см