
- •1 Введение Лабораторная работа № 0 Ознакомление с комплектом типового лабораторного оборудования «Теоретические основы электротехники».
- •1.1.Компоновка оборудования.
- •1.2.Наборная панель
- •1.3.Набор миниблоков по теории электротехники и электроники.
- •1.4.Набор трансформаторов.
- •1.5.Блок мультиметров.
- •1.6.Ваттметр.
- •1.7.Набор миниблоков по теории электромагнитной цепи.
- •1.8.Коннектор
- •1.10.Порядок работы с виртуальными амперметрами и вольтметрами.
- •1.11.Измерение сопротивлений, мощностей и углов сдвига фаз с помощью виртуальных приборов.
- •1.12.Виртуальный осциллограф.
- •1.13.Виртуальный псевдоаналоговый прибор.
- •1.14.Виртуальный прибор «Ключ».
- •Часть 1.Постоянный электрический ток.
- •Лабораторная работа 1.
- •Измерение токов и напряжений приборами непосредственного отчета в цепи постоянного тока.
- •Измерение сопротивлений методом амперметра и вольтметра.
- •1.1.Задание к лабораторной работе.
- •1.2. Задание
- •1.3. Порядок выполнения эксперимента.
- •1.4.Контрольные вопросы.
- •1.5. Указания по выполнению лабораторной работы №1.
- •Лабораторная работа Электрические цепи постоянного тока, основные режимы электрической цепи
- •2.1.Задание к лабораторной работе.
- •2.2. Задание
- •2.3.Порядок выполнения эксперимента.
- •2.3.Контрольные вопросы.
- •2.4. Указания по выполнению лабораторной работы №2.
- •Лабораторная работа Последовательное соединение резисторов
- •3.1.Основные теоретические сведения.
- •3.2.Задание к лабораторной работе.
- •3.3. Задание
- •3.4.Порядок выполнения эксперимента
- •3.5.Контрольные вопросы.
- •3.6. Указания по выполнению лабораторной работы №4.
- •Лабораторная работа 5. Параллельное соединение резисторов
- •5.1.Основные теоретические сведения.
- •5.2.Задание к лабораторной работе.
- •5.2.1. Задание
- •5.3.Порядок выполнения эксперимента
- •5.3.Контрольные вопросы.
- •5.4.Указания по выполнению лабораторной работы №5.
- •Лабораторная работа 6. Цепь со смешанным последовательно-параллельным соединением резисторов .
- •6.1.Основные теоретические сведения.
- •6.2.Задание к лабораторной работе.
- •6.2.1. Задание.
- •6.2.2. Порядок выполнения эксперимента.
- •6.3.Контрольные вопросы.
- •6.4. Указания по выполнению лабораторной работы №6.
- •Переменный электрический ток. Лабораторная работа 7. Цепи синусоидального тока с конденсаторами. Напряжение и ток конденсатора.
- •7.1.Основные теоретические сведения.
- •7.2.Задание к лабораторной работе.
- •7.2.1. Задание.
- •7.2.2.Порядок выполнения эксперимента
- •7.3.Контрольные вопросы.
- •7.4. Указания по выполнению лабораторной работы №7.
- •Переменный электрический ток. Лабораторная работа 7. Цепи синусоидального тока с конденсаторами. Напряжение и ток конденсатора.
- •7.1.Основные теоретические сведения.
- •7.2.Задание к лабораторной работе.
- •7.2.1. Задание.
- •7.2.2.Порядок выполнения эксперимента
- •7.3.Контрольные вопросы.
- •7.4. Указания по выполнению лабораторной работы №7.
- •Лабораторная работа 11. Последовательное соединение резистора и катушки индуктивности.
- •11.1.Основные теоретические сведения.
- •11.2. Задание к лабораторной работе.
- •11.2.1.Задание
- •11.2.2.Порядок выполнения работы
- •11.3.Контрольные вопросы.
- •11.4. Указания по выполнению лабораторной работы №11.
- •12.1.Основные теоретические сведения.
- •12.2. Задание к лабораторной работе.
- •12.2.1.Задание
- •12.2.2. Порядок выполнения работы.
- •12.3.Контрольные вопросы.
- •12.4. Указания по выполнению лабораторной работы №12.
- •13.1.Основные теоретические сведения.
- •13.2. Задание к лабораторной работе.
- •13.2.1.Задание .
- •13.2.2.Порядок выполнения работы.
- •13.3.Контрольные вопросы.
- •13.4. Указания по выполнению лабораторной работы №13.
- •14.1.Основные теоретические сведения.
- •14.2. Задание к лабораторной работе.
- •14.2.1.Задание.
- •14.2.2.Порядок выполнения работы
- •14.3.Контрольные вопросы.
- •14.4. Указания по выполнению лабораторной работы №14.
- •. Трансформаторы
- •15.1.Основные теоретические сведения.
- •15.2. Задание к лабораторной работе.
- •15.2.1.Задание.
- •15.2.2.Порядок выполнения эксперимента
- •15.3.Контрольные вопросы.
- •15.4. Указания по выполнению лабораторной работы №15.
- •Лабораторная работа 16. Внешняя характеристика и коэффициент полезного действия (кпд) трансформатора.
- •16.1.Основные теоретические сведения.
- •16.2. Задание к лабораторной работе.
- •16.2.1.Задание.
- •16.2.2.Порядок выполнения работы
- •16.3.Контрольные вопросы.
- •16.4. Указания по выполнению лабораторной работы №16.
- •Лабораторная работа 17. Трехфазная нагрузка, соединенная по схеме «звезда».
- •17.1.Основные теоретические сведения.
- •17.2. Задание к лабораторной работе.
- •17.2.1.Задание.
- •17.2.2.Порядок выполнения эксперимента
- •17.3.Контрольные вопросы.
- •17.4. Указания по выполнению лабораторной работы №17.
- •Лабораторная работа 18. Трехфазные нагрузки, соединенные по схеме «треугольник»
- •18.1.Основные теоретические сведения.
- •18.2. Задание к лабораторной работе.
- •18.2.1.Задание.
- •18.2.2.Порядок выполнения эксперимента
- •18.3.Контрольные вопросы.
- •18.4. Указания по выполнению лабораторной работы №17.
- •Часть 2.Переменный электрический ток
14.1.Основные теоретические сведения.
Когда к цепи (рис. 14.1) с параллельным соединением конденсатора и катушки индуктивности подается переменное синусоидальное напряжение U, одно и то же напряжение приложено к обоим элементам цепи.
Рис. 14.1
Общий ток цепи I разветвляется на ток в конденсаторе IC (емкостная составляющая общего тока) и ток в катушке IL (индуктивная составляющая общего тока), причем ток IL отстает от напряжения U на 900, а IC опережает на 900.
Токи IC и IL имеют противоположные фазы (1800) и в зависимости от их величин уравновешивают друг друга полностью или частично. Они могут быть представлены с помощью векторных диаграмм токов (рис. 6.6.2 - 4).
Когда IC = IL и общий ток цепи равен нулю, имеет место резонанс токов (векторная диаграмма рис. 14.2)
|
|
|
Рис. 14.2 |
Рис. 14.3 |
Рис. 14.4 |
Когда IC IL, т.е. преобладает ток конденсатора, общий ток цепи I является по характеру емкостным и опережает напряжение U на 900 (рис. 14.3).
Когда IC IL, т.е. преобладает ток катушки, общий ток цепи I является индуктивным и отстает от напряжения U на 900 (рис. 14.4).
Эти рассуждения проведены в пренебрежении потерями активной мощности в конденсаторе и катушке.
При резонансе токов реактивная проводимость цепи B = BL – BC равна нулю. Резонансная частота определяется из уравнения
,
откуда, так же, как и при резонансе напряжений,
и
.
Полная проводимость при резонансе токов оказывается близкой к нулю. Остается нескомпенсированной лишь небольшая активная проводимость, обусловленная активным сопротивлением катушки и несовершенной изоляцией конденсатора. Поэтому ток в неразветвленной части цепи имеет минимальное значение, тогда как токи IL и IC могут превышать его в десятки раз.
14.2. Задание к лабораторной работе.
14.2.1.Задание.
Для цепи с параллельным соединением конденсатора и катушки индуктивности измерьте действующие значения напряжения U и токов I, IC и IL при = 0, <0 и >0. Постройте векторные диаграммы.
14.2.2.Порядок выполнения работы
-
Соберите цепь согласно схеме (рис. 14.5), подсоедините регулируемый источник синусоидального напряжения и установите его параметры: U = 7 В, f = 500 Гц. В качестве индуктивности с малым активным сопротивлением используйте катушку трансформатора 300 витков, вставив между подковами разъемного сердечника полоски бумаги в один слой (немагнитный зазор).
Рис. 14.5
-
Изменяя частоту приложенного напряжения, добейтесь резонанса по минимальному току I. Для точной настройки поддерживайте неизменным напряжение на входе цепи. При измерениях виртуальными приборами резонанс настраивается по переходу через ноль угла сдвига фаз между входным током и напряжением. Тогда необязательно поддерживать неизменным напряжение на входе цепи.
-
Произведите измерения и запишите результаты измерений в табл. 14.1 при f = f0, f10,75f0 и f2 1,25f0.
Таблица 14.1
f, Гц |
U, B |
I, мА |
IL, мА |
IC, мА |
f0 = |
|
|
|
|
f1 = |
|
|
|
|
f2 = |
|
|
|
|
-
Постройте в одинаковом масштабе векторные диаграммы на рис. 14.6 для каждого из рассмотренных случаев.
Рис. 14.6