3. Описание лабораторной установки.

Схема лабораторной установки приведена на рис.5.3. Здесь электропотребитель моделируется катушкой индуктивности L_к и реостатом r_P (сопротивление реостата устанавливается преподавателем в диапазоне 50-80 Ом). Емкость батареи из шести конденсаторов равна емкости конденсатора С₆ плюс емкости конденсаторов, подключенными выключателями В1 – В5, причем эти конденсаторы подобраны таким образом, что емкость батареи конденсаторов может изменяться в диапазоне от С₆ до ступенями через 2 мкФ. Напряжение на зажимах электропотребителя измеряется вольтметром, токи в ветвях цепи амперметром с пределами измерения 1А и 2А, подключенным поочередно в штепсельные разъемы ШР1 (ток линии), ШР2 (ток электропотребителя) и ШР3 (ток батареи конденсаторов). Активная мощность измеряется ваттметром, токовая обмотка которого включается в цепь с помощью штепсельного разъема.

4. Порядок выполнения работы.

4.1. Собрать схему лабораторной установки на рис.5.3, отключив батарею конденсаторов с помощью штепсельного разъема ШР3.

4.2. Измерить ток, напряжение на активную мощность электропотребителя (предварительно начертив схему включения ваттметра и согласовать ее с преподавателями). По результатам измерений рассчитать полную и реактивную мощности электропотребителя, активное и реактивное сопротивление цепи.

4.3. По известной реактивной мощности и напряжению электропотребителя определить емкость батареи конденсаторов из формулы (5.5).

4.4. Установить выключателями В1 – В5 емкость батареи конденсаторов ближайшую к вычисленной и подключить ее к электропотребителю через штепсельный разъем ШР3. Измерить токи электропотребителя, ЛЭП и батареи конденсаторов.

4.5. Установить емкость батареи конденсаторов, равную С₆, то есть меньше расчетной (недокомпенсация) и измерить все точки и напряжение на электропотребителе.

4.6. Установить емкость батареи конденсаторов, равную С_max, то есть больше расчетной (перекомпенсация) и измерить все точки и напряжения на электропотребителе.

Рис.5.3. Схема лабораторной установки.

5. Обработка результатов эксперимента.

5.1. По данным п.п.4.2, 4.4 – 4.6 построить графики зависимостей I_Л(С), I_П(С), I_С(С), cosφ(C), а также зависимости полной мощности всей установки от С и эквивалентной реактивной мощности всей установки от С. Построить график зависимости потерь в ЛЭП (принять активное сопротивление ЛЭП равным 1 Ом) от С и к.п.д. ЛЭП от С.

5.2. По данным п.п. 4.2, 4.4 – 4.6 построить векторные диаграммы.

5.3. Записать условие резонанса токов и по данным п. 4.4 численно доказать, что компенсация реактивной мощности наблюдается при резонансе токов.

5.4. Дать выводы по работе.

6. Вопросы и задания для самопроверки.

6.1. Определение резонанса токов.

6.2. Условия возникновения резонанса тока.

6.3. Чему равна активная и реактивная проводимости цепи с последовательным соединением элементов, если известны ее реактивное и активное сопротивления.

6.4. Как разложить ток на активную и реактивную составляющие?

6.5. Физический смысл активной мощности.

6.6. Физический смысл реактивной мощности.

6.7. Для чего в промышленных сетях производится компенсация реактивной мощности? Сущность компенсации.

6.8. Начертить схему включения ваттметра для измерения активной мощности однофазного электропотребителя.

6.9. Привести формулы, по которым можно определить полную и реактивную мощности электропотребителя, активное и реактивное сопротивления его последовательной схемы замещения, если измерены ток, напряжение и активная мощность электропотребителя.

6.10. Как определить мощность потерь в ЛЭП, если известно активное сопротивление проводников и ток?

6.11. Что такое к.п.д. ЛЭП (к.п.д. передачи электроэнергии)?

6.12. Объяснить построение векторных диаграмм.

6.13. Объяснить полученные графики.

6.14. Привести аналитические выражения для зависимостей: I_Л(С), I_П(С), I_С(С), cosφ(C), Р(С), S(С), Q(C).