- •Указания для учащихся
- •Указания по технике безопасности
- •Без проверки преподавателем схему не включать!
- •Описание лабораторного стенда
- •Лабораторная работа №1 исследование источника эдс Цель работы
- •1.1 Теоретические сведения
- •Электрическая схема опыта
- •1.3 Электрооборудование и приборы
- •1.4 Задание и порядок выполнения работы
- •1.5 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 измерение потенциалов в электрической цепи, построение потенциальной диаграммы Цель работы
- •2.1. Теоретические сведения
- •2.2 Электрическая схема опыта
- •2.3 Электрооборудование и приборы
- •2.4 Задание и порядок выполнения работы
- •2.5 Формулы для расчета
- •2.6 Контрольные вопросы
- •Цель работы
- •Электрическая схема опыта
- •3.3 Электрооборудование и приборы
- •3.4 Задание и порядок выполнения работы
- •3.5 Расчетные формулы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4 последовательное и параллельное соединение в схемах из резисторов Цель работы
- •4.1 Теоретические сведения
- •4.3 Электрооборудование и приборы
- •4.4 Задание и порядок выполнения работы
- •Последовательное соединение
- •Параллельное соединение
- •4.5 Расчетные формулы Последовательное соединение
- •Параллельное соединение
- •4.6 Контрольные вопросы
- •Цель работы
- •5.2 Электрическая схема опыта
- •Электрооборудование и приборы
- •5.4 Задание и порядок выполнения работы
- •Цель работы
- •6.2 Электрическая схема опыта
- •Электрооборудование и приборы
- •6.4 Задание и порядок выполнения работы
- •6.5 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7 исследование разветленной цепи переменного тока Цель работы
- •Теоретические сведения
- •7.2 Электрическая схема опыта
- •7.3 Электрооборудование и приборы
- •7.4 Задание и порядок выполнения работы
- •7.5 Расчетные формулы
- •7.6 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №8 резонанс напряжений Цель работы
- •Теоретические сведения
- •8.2 Электрические схемы опытов
- •8.3 Электрооборудование и приборы
- •8.4 Задание и порядок выполнения работы
- •8.5 Контрольные вопросы
Цель работы
Изучить свойства различной электрической цепи переменного тока. Освоить построение векторных диаграмм.
6.1 Теоретические сведения
Если неразветвленную цепь с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью (рис. 6.1) присоединить к генератору синусоидального напряжения, то в ней установится ток, также изменяющийся по синусоидальному закону.
При токе в цепи ί = Iм sin ωt
напряжение на ее зажимах в общем виде равно:
u = Uм sin (ωt ± φ),
где φ – угол сдвига фаз между напряжением и током в цепи;
Uм, Iм – амплитудные значения напряжения и тока, соответственно.
Действующее значение этого напряжения
U = ,
где UR – действующее значение напряжения на активных элементах цепи, а UХ – действующее значение напряжения на реактивных элементах. Реактивная составляющая равна сумме напряжений на индуктивном и емкостном сопротивлениях. Так как напряжение на индуктивном сопротивлении UL опережает ток по фазе на , а на емкостном сопротивлении Uс отстает от тока на , считают, что UL положительно, а Uс – отрицательно. Поэтому, в общем случае, реактивное напряжение равно алгебраической сумме UХ = UL - UC .
Полное сопротивление неразветвленной цепи
Z = ,
где R – активное сопротивление цепи;
Х = ХL - ХC – реактивное сопротивление.
Тангенс угла сдвига фаз между напряжением и током определяется отношением tg φ =
и зависит от характера сопротивления цепи.
Если неразветвленная цепь переменного тока имеет индуктивный характер, то есть ХL > XC и UL > UC , угол φ положительный и напряжение опережает по фазе ток в цепи.
В случае емкостного характера, то есть при ХL<XC и UL<UC , угол φ отрицательный и напряжение отстает по фазе от тока.
При ХL = XC в неразветвленной цепи наступает явление резонанса, при котором напряжения на реактивных элементах равны по величине и противоположны по фазе. Полное сопротивление при резонансе минимально и равно активному Z0 = R, ток максимален и угол сдвига фаз между напряжением и током φ = 0.
На рис. 6.2 (а, б, в) построены векторные диаграммы неразветвленной цепи различного характера. Векторы полного напряжения цепи и его составляющих образуют треугольник напряжений. Умножив или разделив стороны треугольника напряжений на значение тока в цепи, можно получить треугольник мощностей или сопротивлений для рассматриваемой цепи.
Рис. 6.1
φ
φ
Рис. 6.2
6.2 Электрическая схема опыта
Рис. 6.3
Электрооборудование и приборы
Источник переменного напряжения – 30 В;
V1 – на предел 200 В*;
А – на предел 10 А*;
W – ваттметр;
Магазин сопротивлений – 1 шт.;
Магазин конденсаторов – 1 шт.;
Катушка индуктивности с сердечником – 1 шт.
*- в качестве V , А взять мультиметр.