Лабораторная работа №2

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРАЗВЕТВЛЁННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Цель работы

Цель лабораторной работы – приобретение навыков исследования линейной электрической цепи переменного тока.

Задачи работы

Задачи лабораторной работы:

– приобретение навыков работы с лабораторными приборами при изменении токов, напряжений и мощности в цепи переменного тока;

–определение резонанса напряжений;

– определение параметров схем замещения дросселя (индуктивной катушки).

Продолжительность лабораторной работы – 2 часа

ПРИБОРЫ, ОБОРУДОВАНИЕ

В лабораторной работе используются переносные лабораторные приборы, магазины емкостей и индуктивностей, а также лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), позволяющий изменять напряжение питания исследуемой цепи.

Порядок выполнения работы

А. В лаборатории

1 . Определить параметры индуктивной катушки, используя цепь, собранную по схеме (рис. 1).

2.Увеличивая с помощью ЛАТРа напряжение, добиться отклонения стрелки амперметра более 0,8 шкалы. Записать показания приборов (U, I, P), характеристики приборов (тип, марку, класс точности) и отключить питание.

Примечание. На многопредельных измерительных приборах указатель переключателя обозначает максимальное значение измеряемой величины в этом диапазоне. Так, если на шкале вольтметра стоят цифры от 0 до 100, а переключатель диапазонов стоит на цифре 300, то это означает, что максимальное значение измеряемого напряжения составляет 300 В.

Ваттметр может иметь переключатели у токовой обмотки и у обмотки напряжения, тогда максимальное значение мощности по шкале ваттметра определяется как произведение диапазонов обмоток. Так, диапазон токов 5 А, диапазон напряжений 30 В, тогда максимальное отклонение стрелки ваттметра показывает мощность 5 х 30 = 150 Вт. Если на шкале 100 делений, то в одном деление 1,5 Вт.

3. Рассчитать активное сопротивление индуктивной катушки R=P/I² и напряжение U = IR, где I – то же, что и в п.2.

4. Включить последовательно с катушкой блок конденсаторов.

6. С помощью ЛАТРа установить напряжение, рассчитанное в п. 2. Изменяя на стенде емкость конденсаторов (включая их тумблером вверх) снять резонансную кривую I(C). Определить более точно емкость, при которой ток максимален. Для этого вблизи максимума необходимо добавлять и убавлять емкость, пользуясь самыми малыми емкостями, имеющимися на стенде. Записать для трех точек данные в таблицу.

Для построения резонансной кривой выбрать еще по 3 емкости слева и справа от максимума тока, при которых ток примерно в , в 2 и в 4 раза меньше максимального. Заполнить таблицу из 9 строк

Таблица

U, В	C, мкФ	I, А	UC, В	UK, В

Б. Дома

7. По результатам измерений в п. 2 определить индуктивность катушки L_К. Оценить погрешность определения активного сопротивления катушки.

Примечание. Относительная погрешность измерения напряжения 70 В при использовании шкалы 100 В и классе точности прибора 0,5 равна

При определении относительной погрешности полного сопротивления катушки, которое вычисляется по формуле Z = U/I, относительные погрешности измерения напряжений и токов суммируются.

8. Рассчитать емкость, которую необходимо включить в цепь для получения резонанса. Сравнить ее с емкостью, полученной в п. 6.

9. Используя полученные значения R и L_к, рассчитать для того же напряжения U = IR токи и напряжения на конденсаторе и катушке при тех же значениях емкостей, что и в п. 6. Заполнить аналогичную таблицу.

10. Построить векторные диаграммы, используя данные 2-, 5- и 8-й строчек таблицы.

11. Построить круговую диаграмму тока по результатам измерений в п. 2 и с ее помощью определить максимальные ток и емкость при максимальном токе.

12. Оформить отчет о лабораторной работе, в котором для каждого эксперимента привести схему исследуемой цепи, измеренные величины, формулы, диаграммы, выводы (сравнение результатов эксперимента и результатов расчета). Порядок выполнения работы и расчеты сопровождать текстовыми пояснениями.

13. Подготовить устно ответы на вопросы.