7

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра автоматики и

электротехники

Методические указания

к выполнению лабораторных работ по дисциплине

ОПД.Ф.06.01 Электротехника

Специальность 110301 – Механизация сельского хозяйства

Уфа 2011

УДК 621.3.024/025:378.147

ББК 22.33:78.58

Ш 17

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета механизации сельского хозяйства (протокол № от ________ 2011 г.)

Составитель: ст. преподаватель кафедры А и Э Шаяхметов Р.З.

Рецензент: зав. кафедры электрических машин и электрооборудования д.т.н., профессор Аипов Р.С.

Ответственный за выпуск: заведующий кафедрой А и Э

доцент, ктн. Галимарданов И.И.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРАЗВЕТВЛЕННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПи ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С АКТИВНЫМ, ИНДУКТИВНЫМ И ЕМКОСТНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЯМИ

1.1. Цель работы

Исследовать электрическую цепь с последовательно соединенными активным сопротивлением, емкостью и катушкой с регулируемой индуктивностью. Выяснить условия возникновения резонанса напряжений.

1.2. Программа работы

1.2.1. Ознакомиться с оборудованием и приборами лабораторной установки и записать их паспортные данные в таблицу 1.1.

Таблица 1.1. Приборы и оборудование

Наименование	Количество	Тип	Условные обозначения на схеме
Вольтметр
Амперметр
Батарея конденсаторов С = 0,000032 Ф
Катушка индуктивности с выдвижным сердечником
Лабораторный автотрансформатор
Д – датчик тока
Осциллограф

1.2.2. Собрать электрическую схему установки (рисунок 1.1.) и уяснить назначение отдельных ее элементов.

Рисунок 1.1. Электрическая схема установки.

Д – датчик тока; С – батарея конденсаторов; L - катушка

индуктивности; ЛАТР – лабораторный автотрансформатор

1.2.3. Изменяя индуктивное сопротивление цепи, при различных значениях X_L снять показания приборов, в том числе для резонанса напряжений при U_L = U_C. В лабораторной работе индуктивное сопротивление X_L изменяют перемещением сердечника в катушке, причем по мере выдвижения сердечника индуктивное сопротивление катушки уменьшается. В таблицу 2.2 записать результаты эксперимента и расчетные данные.

1.2.4. Построить векторные диаграммы в масштабе для трех различных режимов исследуемой цепи:

1.2.5. Проанализировать результаты эксперимента и сделать выводы о влиянии реактивного сопротивления на сдвиг фаз.

1.3. Рекомендации по выполнению работы

1.3.1. Собрать схему установки согласно рисунка 1.1.

В установке использован осциллограф для визуального наблюдения за опережением или отставанием напряжения от тока по фазе на угол _ в зависимости от соотношения между напряжениями U_L и U_C. Для одновременного наблюдения на экране осциллографа двух процессов в нем имеется электронный коммутатор. Клеммы коммутатора расположены с левой стороны осциллографа («Вход 1», «Вход 2»). Ручками «Усиление 1» и «Усиление 2» устанавливают требуемую величину амплитуд исследуемых сигналов. Смещение осциллограмм по вертикали относительно друг друга осуществляют ручкой «Смещение».

Перед подачей напряжения к установке рукоятку ползунка ЛАТРа устанавливают на «0». На экране осциллографа будут две горизонтальные линии, которые совмещают в одну, пользуясь ручкой «Смещение». С помощью ЛАТРа устанавливают напряжение 30 или 60 В (по указанию преподавателя).

1.3.2. Основные формулы для расчетов:

;

;

.

В соотношениях:

U – напряжение сети;

U_a – активная составляющая напряжения;

U_L – реактивная составляющая напряжения на индуктивности;

U_C – реактивная составляющая напряжения на емкости;

I – ток в цепи;

Z – полное сопротивление цепи;

X_L – реактивное сопротивление катушки индуктивности;

X_С – реактивное сопротивление конденсатора;

Х – реактивное сопротивление цепи;

R - активное сопротивление цепи;

L – индуктивность катушки;

С – емкость конденсатора;

 - угловая частота тока;

f – частота переменного тока (f = 50 Гц).

Таблица 1.2. Параметры электрической цепи при различных видах нагрузки	Вид нагрузки
	Вычислено	Uа, B
		L, Гн
		Х, Ом
		ХC, Ом
		ХL, Ом
		R, Ом
		Z, Ом
	Измерено	UC, B
		UL, B
		I, A
		U, B

В случае резонанса напряжений реактивное сопротивление:

,

следовательно, полное сопротивление равно активному

.

Этим можно воспользоваться для расчета активного сопротивления цепи по показаниям амперметра и вольтметра

.

1.3.3. При анализе векторных диаграмм уясняют, какие параметры относительно друг друга сдвинуты по фазе, что вызывает этот сдвиг, какой вид нагрузки преобладает, что определяет величину тока и напряжения на отдельных участках цепи. Выводы записать в отчет.