Контрольные вопросы.

1. Как определяется полное сопротивление неразветвленной цепи переменного тока?

2. Приведите формулы определения сопротивлений элементов цепи, полного сопротивления цепи в символической форме.

3. Объясните порядок построения топографической диаграммы.

4. Что означает коэффициент мощности и как он определяется?

5. Способы повышения коэффициента мощности?

6. От чего зависит величина фазового сдвига между общим напряжением цепи и током?

7. От чего зависит знак угла фазового сдвига?

8. При каких значениях реактивных сопротивлений цепи ток и общее напряжение совпадают по фазе?

9. Что означает индуктивный характер цепи?

10. Что означает емкостной характер цепи?

11. Объясните физический смысл активной мощности.

12. Объясните физический смысл реактивной мощности.

В результате выполнения практической работы студент должен

иметь представление:

• о влиянии различных параметров нагрузки на конфигурацию векторных диаграмм, на коэффициент мощности;

знать:

• основные зависимости для расчета параметров векторных диаграмм;

• правила построения векторных диаграмм для неразветвленных цепей переменного тока;

• законы Ома и Кирхгофа в символической форме;

уметь:

• выполнять построение векторных диаграмм для электрических цепей различной структуры и состава элементов нагрузки;

• подбирать параметры элементов электрической цепи для решения заданной задачи;

• применять комплексные числа для расчета цепей переменного тока.

Лабораторная работа 8.

Тема: Исследование электрической цепи переменного тока при последовательном соединении активного и реактивного сопротивлений.

Цель работы: экспериментально проверить влияние величины активного и реактивного сопротивлений на электрические параметры цепи.

Объект и средства испытаний.

Объектом испытаний является неразветвленная электрическая цепь переменного тока.

Оборудование.

Электрическая цепь смонтирована на стенде. В качестве измерительных приборов используются щитовые и выносные приборы. Питание стенда осуществляется от центрального пульта преподавателя.

Таблица 8.1

Наименование прибора	Тип	Характеристика	Количество
Амперметр
Вольтметр
Вольтметр

З

Задание к лабораторной работе.

1. По методическому пособию к лабораторной работе ознакомиться с порядком ее выполнения.

2. По конспекту или учебнику повторить:

• основные параметры переменного тока ;

• законы Ома и Кирхгофа для переменного тока;

• построение векторной диаграммы неразветвленной

цепи переменного тока;

• треугольники сопротивлений и мощностей.

3. Подготовить отчет по лабораторной работе.

4. Ознакомиться с измерительными приборами и записать основные технические данные в таблицу 8.1.

5. Определить цену деления каждого измерительного прибора.

6. Получив допуск, снять показания приборов и занести их в таблицу.

7. По полученным данным рассчитать сопротивление каждого элемента цепи и его мощность, сопротивление и мощность всей внешней цепи.

8. Учитывая, что частота изменения тока и напряжения составляет 50 Гц, определить индуктивность катушки.

9. Убедиться, что выполняется законы Ома для действующих и

амплитудных значений электрических параметров цепи.

10. Построить векторную диаграмму и убедиться, что законы Кирхгофа выполняются для векторных величин электрических параметров цепи.

11. Сделать выводы.

Схема электрической цепи и таблицы экспериментов.

рис. 8.1

Таблица 8.2

Из опыта					Из расчета
U1 В	U2 В	U3 В	I А	P Вт		R Ом	XL Ом	Z Ом	Q ВАр	S ВА	Lк Гн

Контрольные вопросы:

1. В чем заключается физический смысл индуктивного сопротивления?

2. В чем заключается физический смысл емкостного сопротивления?

3. Как определяется реактивное сопротивление катушки, конденсатора?

4. В чем заключается физический смысл активного сопротивления катушки индуктивности, конденсатора?

5. Что такое коэффициент мощности и от чего он зависит?

6. Способы повышения коэффициента мощности?

7. Почему ток, протекающий через катушку индуктивности, отстает от напряжения?

8. Почему напряжение на конденсаторе отстает от тока?

9. Как изменяется фазовый сдвиг между током и напряжением, приложенным к неразветвленной цепи переменного тока, при изменении характера цепи?

10. В каком случае ток и общее напряжение совпадают по фазе?

11. В чем заключается физический смысл активной мощности?

12. В чем заключается физический смысл реактивной мощности?

13. В каком случае ток отстает от напряжения на участке цепи?

14. В каком случае ток опережает напряжение на участке цепи?

15. В чем особенность построения топографической диаграммы?

В результате выполнения лабораторной работы студент должен

знать:

• основные зависимости для расчета параметров цепей переменного тока;

• правила построения векторных диаграмм для неразветвленных цепей переменного тока;

уметь:

• определять параметры для электрических цепей различной структуры и состава элементов нагрузки;

• подбирать параметры элементов электрической цепи для решения заданной задачи.

Лабораторная работа 9.

Тема: Исследование резонанса напряжений в неразветвленной цепи переменного тока.

Цель работы: изучить явление резонанса напряжений.

Объект и средства испытаний.

Объектом испытаний является неразветвленная электрическая цепь переменного тока, содержащая конденсатор и реальную катушку индуктивности.

Оборудование.

Электрическая цепь смонтирована на стенде. В качестве измерительных приборов используются щитовые и выносные приборы. Питание стенда осуществляется от центрального пульта преподавателя.

Таблица 9.1

Наименование	Тип	Количество	Характеристика
Конденсаторная батарея переменной емкости		1	Ск изменяется от 1 до30мкФ
Дроссель		1	Rк=15Ом; L= 0,65Гн
Ваттметр		1
Вольтметр		3
Миллиамперметр		1

Задание к лабораторной работе.

1. По методическому пособию к лабораторной работе ознакомиться с порядком ее выполнения.

2. По конспекту или учебнику повторить:

• физический смысл явления резонанса;

• условия возникновения резонанса напряжений и резонанса токов;

• особенности векторной диаграммы при резонансе;

• основные характеристики резонанса: резонансная частота, период, волновое сопротивление, добротность.

3. Подготовить отчет по лабораторной работе.

4. Ознакомиться с измерительными приборами и записать основные технические данные в таблицу 9.1.

5. Определить цену деления каждого измерительного прибора.

6. Получив допуск, установить напряжение на зажимах U=60В.

7. При постоянном сопротивлении и постоянной индуктивности катушки изменять емкость конденсатора.

8. Снять показания приборов и занести их в таблицу.

9. По полученным данным рассчитать сопротивление, проводимость каждого элемента цепи и его мощность, сопротивление, проводимость и мощность всей внешней цепи.

10. Учитывая, что частота изменения тока и напряжения составляет

50 Гц, определить индуктивность катушки, емкость конденсатора.

11. По полученным данным построить векторную диаграмму и графики I=f(I₂); cosφ=f(I₂).

12. Убедиться, что законы Кирхгофа выполняются для векторных величин электрических параметров цепи.

13. Сделать выводы.

Схема электрической цепи и таблицы экспериментов.

рис.9.4

Таблица 9.2

№ п/п

U,B

I,A

I2,A

I3,A

Bк,См

Bс, См

B,См

cosφ

φ

Qк ВАр

Qс ВАр

Q ВАр

Ia A

Ip A

P Вт

Контрольные вопросы.

1. В чем заключается физический смысл явления резонанса?

2. Условия возникновения резонанса напряжений.

3. В каких цепях возникает резонанс напряжений?

4. Приведите формулу определения резонансной частоты?

5. Приведите формулу определения волнового сопротивления и добротности контура.

6. Приведите векторную диаграмму цепи при резонансе напряжений.

7. Объясните причину резкого увеличения тока в цепи при резонансе.

В результате выполнения лабораторной работы студент должен

знать:

• основные зависимости для расчета параметров цепей переменного тока;

• правила построения векторных диаграмм для разветвленных цепей переменного тока;

уметь:

• определять параметры для электрических цепей различной структуры и состава элементов нагрузки;

• подбирать параметры элементов электрической цепи для решения заданной задачи.

Лабораторная работа 10.

Тема: Исследование электрической цепи переменного тока при параллельном соединении активного и реактивного сопротивлений.

Цель работы: закрепить знание основных параметров переменного тока, экспериментально проверить влияние величины активного и реактивного сопротивлений на электрические параметры цепи.

Объект и средства испытаний.

Объектом испытаний является разветвленная электрическая цепь переменного тока.

Оборудование.

Электрическая цепь смонтирована на стенде. В качестве измерительных приборов используются щитовые и выносные приборы. Питание стенда осуществляется от центрального пульта преподавателя.

Таблица 10.1

Наименование	Тип	Количество	Характеристика
Конденсаторная батарея переменной емкости		1	С=60мкФ; 220В
Катушка со стальным сердечником переменной индуктивности		1
Вольтметр	Э-378	3	600В
Вольтметр	Э-378	1	5В
Амперметр	Д-539	1	5А; 2000В
Фазометр	Д-578	1	10А; 220В

Зада

Задание к лабораторной работе.

1. По методическому пособию к лабораторной работе ознакомиться с порядком ее выполнения.

2. По конспекту или учебнику повторить:

• определение проводимостей элементов цепи переменного тока;

• определение общей проводимости разветвленной цепи переменного тока;

• построение векторной диаграммы разветвленной

цепи переменного тока;

• треугольники проводимостей и мощностей.

3. Подготовить отчет по лабораторной работе.

4. Ознакомиться с измерительными приборами и записать основные технические данные в таблицу 10.1.

5. Определить цену деления каждого измерительного прибора.

6. Получив допуск, установить напряжение на зажимах U=60В.

7. При постоянном сопротивлении и постоянной индуктивности катушки изменять емкость конденсатора.

8. Снять показания приборов и занести их в таблицу.

9. По полученным данным рассчитать сопротивление, проводимость каждого элемента цепи и его мощность, сопротивление, проводимость и мощность всей внешней цепи.

10. Учитывая, что частота изменения тока и напряжения составляет

50 Гц, определить индуктивность катушки, емкость конденсатора.

11. По полученным данным построить векторную диаграмму и графики I=f(I₂); cosφ=f(I₂); Q

12. Убедиться, что законы Кирхгофа выполняются для векторных величин электрических параметров цепи.

13. Сделать выводы.

Схема электрической цепи и таблицы экспериментов.

рис.10.1

Таблица 10.2

№ п/п

U,B

I,A

I2,A

I3,A

Bк,См

Bс, См

B,См

cosφ

φ

Qк ВАр

Qс ВАр

Q ВАр

Ia A

Ip A

P Вт

Контрольные вопросы.

1. Как определяется фазовый сдвиг между напряжением, приложенным к ветви, и током, протекающим по этой ветви?

2. Какой возникает фазовый сдвиг между током ветви и напряжением, если характер ветви активно-индуктивный?

3. Какой возникает фазовый сдвиг между током ветви и напряжением, если характер ветви активно-емкостной?

4. Какой возникает фазовый сдвиг между током ветви и напряжением, если характер ветви активный?

5. Как определяется активная проводимость ветви?

6. Как определяется реактивная проводимость ветви?

7. Как определяется полная проводимость ветви?

8. Как определяется активная проводимость цепи, содержащей параллельные ветви?

9. Как определяется реактивная и полная проводимость цепи, содержащей параллельные ветви?

В результате выполнения лабораторной работы студент должен

иметь представление:

• о физических процессах, происходящих в электрических цепях переменного тока с различными видами нагрузок;

знать:

• условия резонанса напряжений;

уметь:

• рассчитывать параметры электрической цепи для условиях резонанса;

• выполнять построение частотных характеристик и векторных диаграмм в области резонансных частот;

• настраивать элементы электрической цепи на условия резонанса;

• обрабатывать и анализировать результаты расчетов и экспериментов.