Порядок выполнения эксперимента. · Соберите цепь согласно схеме (рис

· Соберите цепь согласно схеме (рис. 4.4.2), подсоедините регулируемый источник синусоидального напряжения с параметрами U = 5 В и f = 1 кГц. Напряжение и частоту источника установите с помощью мультиметра.

Рис. 4.4.2

· Измерьте мультиметром или виртуальным прибором общий ток цепи I_, токи параллельных ветвей I_1, I₂, I₃ и напряжения на конденсаторах U, занесите данные измерений в табл. 4.4.1

Таблица 4.4.1

U, В	I, мА	I1, мА	I2, мА	I3, мА

· Вычислите емкостные реактансы X_Э, X_C1, X_C2, X_C3 по формуле X_C =U ¤ I_С.

· Определите емкости отдельных конденсаторов и эквивалентную емкость цепи по формуле C = 1 ¤ (w × X_C), где w = 2pf = 1/С.

· Проверьте вычислениями величину емкости C_Э, найденную экспериментально.

Вычисление емкостных реактансов:

X_C1 = U_C1 ¤ I_С1 =

X_C2= U_C2 ¤ I_С2 =

X_C3= U_C3 ¤ I_С3 =

X_Э= U ¤ I =

Вычисление емкостей:

C₁ = 1 ¤ (w × X_C1) =

C₂ = 1 ¤ (w ×X_C2) =

C₃ = 1 ¤ (w ×X_C3) =

C_Э = 1 ¤ (w × SX_C) =

Проверка эквивалентной емкости расчетом:

C_Э = C₁ + C₂ + C₃ =

Реактивная мощность конденсатора

Общие сведения

Когда конденсатор подключен к переменному синусоидальному напряжению, в нем возникает синусоидальный ток, опережающий напряжение на 90^о (рис. 4.5.1).

Рис. 4.5.1

Мгновенная мощность, потребляемая конденсатором (как и любой другой цепью) определяется как произведение напряжения и тока:

p = u×i

График изменения этой мощности можно построить, перемножая попарно ординаты графиков u(t) и i(t), взятые в один и тот же момент времени. Полученная таким образом кривая (рис. 4.5.1) представляет собой синусоиду двойной частоты с амплитудой.

Q_C = U_Cm × I_Cm /2 = U_C × I_C.

Когда p>0, конденсатор заряжается, потребляя энергию и запасая ее в электрическом поле. Когда p<0, он отдает ее другим элементам цепи, являясь источником энергии. Величина Q_C является максимальной мощностью, потребляемой или отдаваемой конденсатором, и называется емкостной реактивной мощностью.

Средняя (активная) мощность, потребляемая конденсатором, равна нулю.

Экспериментальная часть

Задание

Выведите кривые тока и напряжения конденсатора на экран виртуального осциллографа, перенесите их на график и постройте кривую изменения мгновенных значений мощности перемножением мгновенных значений напряжения и тока.

Дата добавления: 2015-12-07