|
|
ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЁННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Цель лабораторной работы – приобретение навыков исследования разветвлённой электрической цепи с помощью круговых и топографических диаграмм.
ЗАДАЧИ РАБОТЫ
Задачи лабораторной работы: – приобретение навыков построения круговых и топографических диаграмм; –исследование режимов работы электрической цепи с помощью круговой диаграммы; – определение резонанса токов. Продолжительность лабораторной работы – 3 часа.
ОПИСАНИЕ CТЕНДА
Стенд содержит встроенный источник синусоидального напряжения, переносной вольтметр, ползунковый реостат, щитовые амперметры, встроенные в стенд резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности. Изменение емкости С достигается включением тумблеров, а индуктивности дросселя – регулированием воздушного зазора (для этого следует отвернуть на один оборот гайку, вытянуть рычаг и снова завернуть гайку).
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
А. В лаборатории
1. Собрать цепь по схеме (рис. 1). 2. Поддерживая напряжение на входе цепи 30 В, записать в таблицу значения токов при C =2 мкФ, C = 4 мкФ и закороченных входах конденсаторов.
4. Включить в сеть электронный вольтметр, установить режимы его работы (переменное напряжение, диапазон 100 или 30 В) и измерить токи и напряжения на всех элементах цепи: Uab, Ubc, Ubd, Ude, Uef, Uce, Uaf, Udc. 5.Поменять местами резистор и конденсатор во 2-й ветви и вновь измерить все напряжения и токи.
Б. Дома 6. По данным п.2 построить круговую диаграмму и определить с ее помощью токи при С = 2 мкФ и С =4 мкФ, а также минимальные ток и емкость при минимальном токе. 7. По круговой диаграмме определить емкость и ток при резонансе, а также минимальную и максимальную мощности. 8. Построить векторную диаграмму по данным п.2 (при С =2 мкФ) и по ней определить параметры катушки индуктивности. Рассчитать емкость, необходимую для получения резонанса токов. 9. Построить топографическую диаграмму напряжений по данным п.3. 10. Пользуясь топографической диаграммой, определить активное и индуктивное сопротивление катушки, подключенной к зажимам ef. 11. 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. 12. Подготовить устно ответы на вопросы.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ При выполнении п.6 и 7. использовать пример 3.9 из [3]. При определении в п. 7 по круговой диаграмме активной мощности использовать проекцию полного тока на напряжение. При этом масштаб мощностей mp = UmI. При определении реактивной мощности использовать проекцию полного тока на ось, перпендикулярную напряжению, а масштаб мощностей тот же mQ = UmI. При выполнении п. 8 использовать опыт короткого замыкания, когда UC =0 и
При построении диаграммы по п.9 вначале строят засечками диаграмму токов (треугольник по трем сторонам). Для этого необходимо отложить в масштабе токов сначала полный ток (например по оси х) Затем из начала тока проводят окружность радиусом I 2/ mI, а из конца – радиусом I 3/ mI. Пересечение окружностей определит положение векторов токов (ток I 2 должен опережать I 1, а ток I 3 – отставать) Топографическую диаграмму напряжений строят двигаясь против тока, откладывая измеренные напряжения в новом масштабе напряжений mU перпендикулярно или параллельно соответствующим токам. Начинать построение диаграммы с точки е, так как величины Rk и Xk неизвестны. Отложив напряжение Ude перпендикулярно току I 2, напряжение Ubd параллельно току I 2,а напряжение Uab параллельно току I 1, определим положение точки а. Проведя из этой точки окружность радиусом Uaf / mU, а из точки f окружность радиусом Uef / mU, определим положение точки f, как пересечение этих окружностей. Напряжение Uef должно опережать ток I 1 на угол меньше 90о. Проектируя напряжение Uef на ток I 1, определим проекции КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Дать определение понятия «резонанс токов». Какие величины равны друг другу при резонансе? 2. Может ли ток в одной из ветвей цепи переменного тока быть больше чем суммарный ток? Поясните с помощью 1-го закона Кирхгофа. 3. Всегда ли, изменяя емкость в схеме (рис. 1), можно получить резонанс токов? Почему? 4. Нарисовать векторную диаграмму при резонансе токов. 5. Пояснить построение векторной диаграммы (п.8) по трем измеренным токам. 6. Пояснить построение круговой диаграммы 7. Пояснить построение линии переменного параметра. 8. Пояснить определение емкости при минимальном токе. 9. Пояснить определение емкости при резонансе. 10. Пояснить построение топографической диаграммы (п.9). 11. Как по топографической диаграмме определить сопротивления R и XL катушки, включенной между зажимами ef? 12. Определить по круговой диаграмме минимальную и максимальную реактивную мощность цепи (рис. 1) при изменении емкости от 0 до ∞.
Список рекомендУЕМой литературы
1. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники / Л.А. Бессонов. – М.: Гардарики., 2007. – С. 98 – 110, 158 – 162. 2. Потапов, Л.А. Краткий курс теоретических основ электротехники / Л.А. Потапов. – Брянск: БГТУ, 2005. – С. 55 – 66.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
  Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...  Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...  Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
3. Собрать цепь по схеме (рис. 2.)
, а также заданное значение емкости 
. Отложив в выбранном масштабе mI ток I 2 при C=2 мкФ (например, по оси х), построим на нем в новом масштабе mU напряжения 
(параллельно току) и 
(перпендикулярно току). Сумма этих векторов определит напряжение сети, фазовый сдвиг между этим напряжением и током I 2. Методом засечек достроим токи I 3 и I 1 (ток I 3 отстает от напряжения на угол меньше 90о)
Проекции напряжения U на ток I 3 дает 
. Разделив на ток I 3, определим 
. Аналогично 
и 
. Для наглядности построении вектор напряжения U перенесем в начало вектора I 3 (рис. 3) Зная параметры катушки Rk и XL, а также сопротивление R 2, можно определить величину С при резонансе, используя равенство реактивных проводимостей при резонансе токов
и 
и с их помощью – Rk и Xk. Положение точки с аналогично определяют засечками.