План работы.
Задание 1. Определить электрические параметры катушки и конденсатора в цепи переменного синусоидального тока с частотой f = 50 Гц.
1. Собрать электрическую схему (рис.13). Включая ваттметр, необходимо генераторные зажимы токовой обмотки и обмотки напряжения, отмеченные звездочками, присоединить к одному и тому же проводу со стороны источника электрической энергии (генератора).
2. Установить с помощью ЛАТРа напряжение на катушке U = 70 В.
3. Измерить ток в цепи I и активную мощность Р.
4. Заменив катушку конденсатором С = 32 мкФ, повторить пп.2 и 3.
5. Рассчитать параметры катушки индуктивности и конденсаторной батареи, указанные в табл.4.
6. Результаты измерений и вычислений внести в табл. 4.
7. Построить векторные диаграммы для цепей переменного тока с катушкой индуктивности и с конденсатором.
Рис.13. Схема цепи переменного тока для определения параметров катушки и конденсатора: АТ – лабораторный автотрансформатор (ЛАТР); V - вольтметр 75-150-300-600 В; A – амперметр 1-2 А; W – ваттметр U = 75-150-300-600 В, I = 1-2 A.
Таблица 4
Элементы цепи |
Измеренные величины |
Вычисленные величины |
|||||||||
U |
I |
P |
Zк |
cos φ |
S |
Q |
R |
X |
L |
C |
|
В |
А |
Вт |
Ом |
– |
ВА |
ВАр |
Ом |
Ом |
Гн |
мкФ |
|
Катушка |
50 |
0,32 |
5,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Конденсатор |
50 |
0,48 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 2. Получение резонанса напряжений в цепи переменного тока с последовательным соединением катушки и конденсатора.
1. Собрать электрическую схему (рис.14), используя приборы перечисленные в задании 1. Для измерения напряжений катушки UK и конденсатора UС использовать вольтметр V1 со свободными концами.
Рис.14. Схема цепи переменного тока с последовательным соединением катушки и конденсатора.
2. Установить с помощью ЛАТРа напряжение на выходе Uвых = 20 В.
3. Измерить токи I, мощности P, напряжения на катушке UК и конденсаторе UC , изменяя емкость батареи конденсаторов (установленной на стенде) от 12 до 32 мкФ в следующем порядке: 12, 14, 16, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 28, 30, 32 мкФ,
4. Рассчитать параметры последовательной цепи переменного тока, указанные в табл.5.
5. Результаты измерений и вычислений внести в табл. 5.
6. Построить графики зависимостей тока в цепи I, напряжений на катушке UК и конденсаторе UC, активной мощности цепи Р, а также коэффициента мощности cos φ от емкости конденсаторной батареи.
7. Построить векторные диаграммы цепи переменного тока, соответствующие значениям емкости С = 16 мкФ, С = 26 мкФ и С = СР (резонанс напряжений).
Таблица 5а. Измеренные величины
№ опыта |
C |
I |
Uк |
Uc |
P |
мкФ |
А |
В |
В |
Вт |
|
1 |
12 |
0,16 |
25,9 |
46,7 |
1,25 |
2 |
14 |
0,23 |
36,6 |
56,4 |
2,50 |
3 |
16 |
0,30 |
46,2 |
64,8 |
3,75 |
4 |
18 |
0,48 |
73,2 |
86,9 |
6,25 |
5 |
20 |
0,64 |
97,8 |
102,1 |
12,5 |
6 |
21 |
0,66 |
101,4 |
101,4 |
12,5 |
7 |
22 |
0,66 |
101,6 |
99,9 |
12,5 |
8 |
23 |
0,65 |
99,8 |
93,8 |
12,5 |
9 |
24 |
0,62 |
96,0 |
86,4 |
11,25 |
10 |
26 |
0,56 |
88,0 |
75,0 |
8,75 |
11 |
28 |
0,47 |
73,0 |
56,0 |
6,25 |
12 |
30 |
0,43 |
67,0 |
49,5 |
5,00 |
13 |
32 |
0,39 |
59,3 |
41,8 |
3,75 |
Таблица 5б. Вычисленные величины
№ опыта |
C |
Rк |
Zк |
Xc |
QL |
QC |
Q |
S |
cos φ |
φ |
UR |
UL |
мкФ |
Ом |
Ом |
Ом |
ВАр |
ВАр |
ВАр |
ВА |
– |
град |
В |
В |
|
1 |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Содержание отчета
Электрические схемы измерений с обозначениями приборов.
Расчет параметров последовательных цепей переменного тока.
Таблицы измеренных и вычисленных величин.
Графики зависимостей I(C), UK(C), UC(C), Р(C), cos φ(C).
Векторные диаграммы.