2. Електрична схема досліду, електрообладнання та вимірювальні прилади.

Рис.9.1. Електрична схема для дослідження індуктивно зв’язаних котушок.

АТ – автотрансформатор;

U – вольтметр на 150 В;

A – амперметр на 1 А;

PW – ватметр на 150 В, 1 А;

L – дві котушки індуктивності („220 – 120” та „120”) намотані на загальний каркас і розташовані на розімкнутому осерді із трансформаторної сталі.

3. Порядок виконання роботи.

1. Ознайомитися з типами вимірювальних приладів та порядком їх вмикання в електричне коло.

2. Зібрати електричну схему (рис. 9.1.) та пред’явити її для перевірки викладачу чи лаборанту.

3. Встановити струм в колі 0,8А. Записати покази всіх вимірювальних приладів в таблицю 9.1.

4. За допомогою ЛАТРа зменшити напругу до нуля. Ввімкнути котушку з позначкою „120”. Встановити струм 0,8А і записати покази всіх вимірювальних приладів в таблицю 9.1.

5. Зменшити напругу до нуля. Ввімкнути котушку з позначкою „220”. Встановити струм 0,8А і записати покази всіх приладів в таблицю 9.1

Таблиця 9.1.

№ опиту

Котушка

Виміряти

Підрахувати

І А

U B

P Bт

Z Ом

r Ом

XL Ом

Ua B

UL B

UM B

L мГн

М мГн

К –

1

220 – 120

Х

Х

Х

2

120

х

Х

Х

3

220

4. Обробка результатів.

1. Обчислити всі величини, вказані в таблиці 9.1:

а) опори

б) індуктивність та взаємну індуктивність

де

L – еквівалентна індуктивність;

в) напруги

г) коефіцієнт зв’язку

2. Побудувати векторні діаграми напруг для кожного випадку.

Лабораторна робота № 10.

Нерозгалужене коло змінного струму.

1. Теоретичні відомості.

Під дією джерела синусоїдної напруги в електричному колі з послідовним з’єднанням активного опору, індуктивності та ємності буде проходити синусоїдний струм:

Напруга на затискачах кола в загальному вигляді визначається за виразом:

Якщо U_L>U_C кут зсуву фаз додатній >0, якщо U_L<U_C кут зсуву фаз буде від’ємним <0.

Діюче значення напруги на затискачах нерозгалуженого кола змінного струму дорівнює:

де – спад напруги на активному опорі;

– спад напруги на індуктивності;

– спад напруги на ємності.

Повний опір нерозгалуженого кола дорівнює:

Тангенс кута зсуву фаз визначається за виразом:

2. Електрична схема досліду, електрообладнання та вимірювальні прилади.

Рис. 10.1 Електрична схема нерозгалуженого кола змінного струму.

А – амперметр на 2А;

V1; V2 – вольтметри на 150 В;

PW – вольтметр на 150 В; 2,5 А.

L – котушка однофазного трансформатора на 220 В (клеми 2-3), осердя не замкнене.

3. Порядок виконання роботи.

1. Ознайомитися з типами вимірювальних приладів по порядком їх вмикання в електричне коло.

2. Зібрати електричну схему (рис. 10.1) і пред’явити її для перевірки викладачу чи лаборанту.

3. Ввімкнути в магазині ємностей ємність 32 мкФ і за допомогою лабораторного автотрансформатора встановити напругу 70 В. Записати в таблицю 10.1 величину напруги на потужності всього кола.

В усіх дослідах підтримувати сталу напругу 70 В.

Впевнитися в тому, що коло носить індуктивний характер U_L>U_C відповідно X_L>X_C.

За допомогою вольтметра з вільними кінцями U2 та шляхом під’єднання вільних кінців паралельної обмотки вольтметра по черзі до реостата, котушки та конденсатора виміряти напругу та активну потужність на кожному елементі. Результати вимірювання записати в таблицю 10.1.

Таблиця 10.1.

№ дос-ліду

Співвід-ношення XL и XC

Ділянка кола

Виміряти

Підрахувати

І, А

U, B

P, Вт

R, Ом

X, Ом

Z, Ом

S, ва

Q, вар

Ua в

Ur в

tg 

 град

1

XL > XC

Реостат Котушка Конденсатор Все коло

2

XL = XC

Реостат Котушка Конденсатор Все коло

3

XL < XC

Реостат Котушка Конденсатор Все коло

4. Величину струму І та обчислені значення напруг Ua, U_L, U_C і напруги для всього кола записати в таблицю 10.2.

Таблиця 10.2.

№ дос-ліду

Співвід-ношення XL и XC

Параметри кола

Виміряти

Підрахувати

І, А

Ua, B

UL, Вт

UC, Ом

U’L, Ом

U’C, Ом

cos 

 град

cos ’

’ град

L’, гн

С’, ф

1

XL > XC

R, C, L R, L’, C = 0

Х

Х

Х

Х Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х Х

2

XL < XC

R, C, L R, L’, C = 0

Х

Х

Х Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х Х

Х

5. Вімкнути вимикач В-3 і змінюючи індуктивність кошутки L шляхом пересуванням котушки повз осердя, отримати схему з параметрами r, L′, еквівалентну за струмом схемі з параметрами r, _L, с (п. 4).

Виміряти Ua, U_L′, I. Результати вимірювання записати в таблицю 10.2.

6. Вимкнути вимикач В₃. Котушку повернути в початкове положення.

7. Змінюючи ємність магазина С_м досягти найбільшої величини струму (X_L=X_C). Провести вимірювання відповідно п.3. Результати вимірювання записати в таблицю 10.1.

8. Зміною ємності магазина С_м до 12 мкф досягти режиму при якому X_L<X_C.

Виконати всі вимірювання, вказані в п.3. Результати вимірювання записати в таблицю 10.1.

9. Величину струму І та обчислені значення Ua, U_L, U_C записати в таблицю 10.2.

10. Ввімкнути вимикач В-2 і змінюючи ємність магазина См, отримати схему з параметрами r; c′, еквівалентну схемі з параметрами r; _L; c. Виміряти Ua, U_L, U_C і записати в таблицю 10.2.