Бібліографічний список

[ 1. C. 40…68; 2. C. 60…78; 3. C. 46…68; 4.C. 32…53;

5. С. 56…83; 6 С. 48…55; 7. 30…50 ].

Лабораторна робота n 4 дослідження кола синусоїдного струму з послідовним з’єднанням котушки індуктивності та конденсаторів

МЕТА РОБОТИ

Провести дослідження кола синусоїдного струму з послідовним з’єднанням котушки індуктивності та конденсаторів; зробити розрахунки основних величин і побудувати векторні діаграми.

ОБЛАДНАННЯ

1. Вольтметр змінного струму на 250 В (PV₁...PV₃) – 3шт

2. Міліамперметр змінного струму на 300 мА (PмA) – 1шт

3. Кіловатметр однофазний на 0,6 кВт (PW) – 1шт

4. Котушка індуктивності L₁ з витягнутим осердям – 1шт

5. Набір конденсаторів ємністю 24 мкФ (С1...С4) – 1шт

6. Комплект з’єднувальних проводів – 1шт

Короткі відомості з теорії

При послідовному з’єднанні котушки індуктивності та конденсаторів загальна напруга дорівнює сумі напруг на кожному опорі :

,

де U – загальна напруга кола, В; U_АК – напруга на активній частині опору котушки індуктивності, В; U_LK – напруга на індуктивній частині опору котушки індуктивності, В; U_C – напруга на ємнісному опорі, В.

Котушку індуктивності можна уявити, як складену з активного та індуктивного опорів, ввімкнених послідовно або паралельно. Напруга на кожному опорі:

U_ak=r_kI; U_KL=x_LKI; U_C=x_CI.

Закон Ома для кола з послідовним з’єднанням котушки індуктивності та конденсаторів:

,

де I – струм у колі, А; U – загальна напруга, В; z – повний опір кола, Ом.

Повний (або загальний) опір кола з послідовним з’єднанням котушки індуктивності та конденсаторів дорівнює геометричній сумі опорів: ,

де r_k – активний опір котушки індуктивності, Ом; x_LK – індуктивний опір котушки індуктивності, Ом; x_C – ємнісний опір набору конденсаторів, Ом.

Реактивним опором кола називається різниця індуктивного та ємнісного опорів x = x_L - x_C.

У колі з послідовним з’єднанням котушки індуктивності та конденсаторів можливі три режими роботи :

при x > 0 – з перевагою індуктивності;

при x = 0 – резонанс напруг;

при x < 0 – з перевагою ємності.

Коефіцієнт потужності показує, яка частина потужності корисно використовується споживачем:

;

де cosφ – коефіцієнт потужності; U_a – активна напруга, В; U – загальна напруга, В; r – активний опір, Ом; z – повний опір, Ом; P – активна потужність, Вт; S – повна потужність ВА.. ,

де U_р = U_L – U_C – реактивна напруга, В; Q = Q_L- Q_C – реактивна потужність, вар. .

Активна потужність: P = rI² = Uicosφ.

Реактивна потужність: Q = xI² = UI sinφ

Індуктивна потужність: Q_L = x_LI².

Ємнісна потужність: Qc = x_СI².

Повна потужність: .

Коефіцієнт потужності котушки індуктивності:

,

де U_К – напруга на затискачах котушки, В.

Повний опір котушки індуктивності:

.

Активний опір котушки індуктивності:

r_K=Z_Kcosφ_K.

Рис. 4. Схема вимірів при послідовному з’єднанні котушки індуктивності та конденсаторів.