10.2 Проведение эксперимента

Определение параметров исследуемых катушек

С обрать цепь (рис. 53). Провести измерения тока, напряжений на активном сопротивлении R, на катушках и на зажимах цепи. Данные измерений занести в таблицу 27 в графу «Катушка 1». Поменять местами катушки и провести аналогичные измерения. Данные измерений занести в таблицу 27 в графу «Катушка 2». По данным измерений построить векторные диаграммы для каждой катушки (см. рис. 49), из векторной диаграммы определить (измерить) углы сдвига фаз между током и напряжением для каждой катушки и вычислить параметры катушек; определить коэффициент взаимной индуктивности М.

Рисунок 53 – Определение параметров исследуемых катушек

Рисунок 54 – Векторная диаграмма для определения параметров катушки индуктивности

Таблица 27 ­ – Измеренные и вычисленные значения в соответствии

с экспериментом

№

Измерено

Вычислено

I, A

U, B

UR, B

Uк1, В

Uк2, В

ZК, Ом

φК, гр

cosφ

sinφ

RК, Ом

ХК, Ом

LК, Гн

М, Гн

Катушка 1

Катушка 2

Последовательное включение индуктивно-связанных катушек

Собрать цепь (рис.55). Произвести измерения тока и напряжений на каждой катушке и на зажимах цепи. Поменять местами зажимы у одной из катушек и повторить измерения. Данные измерений занести в таблицу 28.

Рисунок 55 – Параллельное включение индуктивно-связанных катушек

Таблица 28 – Согласное и встречное включение катушек

Способ включения

Измерено

Вычислено

I, A

U, B

Uк1, В

Uк2, В

R, Ом

Z, Ом

Х, Ом

М

UR1, B

UR2, B

UL1, B

UL2, B

UM

Согласное

Встречное

Взяв из таблицы 27 значения R_k1 и R_k2, определить суммарное активное сопротивление двух катушек R = R_k1 + R_k2, внести его значение в таблицу 28 и определить реактивное сопротивление цепи для согласного и встречного включений катушек.

, где (10.25)

Используя соотношения, приведенные ранее, определить коэффициент взаимной индуктивности М и сравнить его значение с приведенным в таблице 27.

Определить активные, индуктивные напряжения для каждой катушки и напряжения взаимной индукции как произведения измеренного тока на соответствующие сопротивления, значения которых взять из таблицы 27.

По данным таблицы 27 построить векторные диаграммы для согласного и встречного включения катушек. Полученные в результате графического построения U_к1 и U_к2 сравнить с измеренными значениями.

Параллельное включение индуктивно-связанных катушек

Собрать цепь (рис. 56) и произвести измерения токов и напряжений на катушках и включенных последовательно с ними активных сопротивлениях. Зажимы одной из катушек поменять местами и повторить измерения. Данные занести в таблицу 29.

Рисунок 56 – Схема исследования параллельного включения

индуктивно- связанных катушек

Таблица 29 – Параллельное включение индуктивно связанных

катушек

Режим работы	Измерено								Вычислено
	I, A	I1, A	I2, A	U, B	UR1, B	UR2, B	Uк1, В	Uк2, В	φ1	φ2
Согласное включение
Встречное включение

Продолжение таблицы 29

Вычислено
URk1, B	URk2, B	UL1, B	UL2, B	UM1	UM2
Согласное включение
Встречное включение

Используя значения параметров катушек из таблицы 29, вычислить значения активных и реактивных составляющих напряжений катушек:

U_R1 = İ· R_к1, (10.26)

U_L1 = İ₁· ω·L₁, (10.27)

U_M1 = İ₂· ω·M, (10.28)

U_R2 = İ· R_{к2   (10.29)}

а

б

Рисунок 57 – Векторные диаграммы для согласного (а) и встречного (б) включения индуктивно-связанных катушек включенных параллельно.

Данные вычислений занести в таблицу 29 и, используя эти данные, построить векторные диаграммы, как показано на рисунке 57, учитывая следующее: метод векторных диаграмм, используемый для определения параметров катушек, не позволяет определить углы сдвига фаз между напряжением магнитно-связанных параллельно включенных катушек и токами İ₁ и İ_2. Эти углы предлагается определить графически. Для этого методом засечек строится два варианта векторной диаграммы токов: вначале ток İ₂ опережает ток İ₁, потом отстает от него. Правильное построение векторной диаграммы можно выполнить только для одного варианта.