Дослідження електричного кола змінного струму з

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 10

ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО КОЛА ЗМІННОГО СТРУМУ З

ПОСЛІДОВНИМ З'ЄДНАННЯМ АКТИВНОГО ОПОРУ І

ІНДУКТИВНОСТІ

Мета: дослідним методом визначити залежність і вплив на параметри

електричного кола активного опору індуктивності.Навчитись будувати

векторні діаграми за даними дослідів. Визначити дослідним методом

вплив активного опору і індуктивності на параметри електричного кола.

ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ

Схема електричного кола змінного струму з послідовним з’єднанням активного опору і індуктивності зображена на рисунку 10.1.

Рисунок 10.1 – Схема послідовного з’єднання активного опору і

індуктивністю

Якщо електричне коло має у своєму складі активний опір і індуктивність, то напруга складається із двох складових: активної складової U_а і індуктивної складової U_L. Обидві складові напруги змінюються синусоїдально. Перша з них U_a співпадає за фазою зі струмом, а друга U_L випереджу струм на кут π/2.

Векторна діаграма для даного кола приведена на рисунку 10.2.

Рисунок 10.2 – Векторна діаграма для схеми з послідовним з’єднанням

активного опору і індуктивності

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Електроприлади і устаткування для виконання роботи:

- джерело живлення: ~ 75 В;

- реостат: 200 Ом;

- котушка з активним опором обмотки: r_k =12 Oм;

- амперметр зразковий: 2,5 - 5 А;

- вольтметр зразковий: 150 - 300 В;

- фазометр зразковий.

1 Зібрати схему, приведену на рисунку 10.3 – для виконання дослідів на лабораторному стенді, або на рисунку 10.4 – для виконання дослідів у комп’ютерній програмі EWB.

Рисунок 10.3 – Схема для виконання дослідів на лабораторному стенді

Рисунок 10.4 – Схема для виконання дослідів у комп’ютерній програмі EWB

2 Змінюючи опір реостату та індуктивність котушки, виконати заміри , , U на ділянках АВ,ВС і АС. Дані дослідів занести до таблиці 10.1.

Taблиця 10.1 - Дані дослідів

№ досліду	Р, Вт	І, А	UАВ, В	UВС, В	UАС, В

3 Активний опір r реостату, визначаємо за формулою 10.1:

, Ом (10.1)

4 Визначаємо повний опір z_k котушки за формулою 10.2:

, Ом (10.2)

5 Індуктивний опір котушки x_Lk визначаємо за формулою 10.3. Активний опір обмотки котушки: r_k =12 Oм.

, Ом (10.3)

6 Повний опір z всього кола визначаємо за формулою 10.4:

, Ом (10.4)

7 Активну напругу U_а на реостаті визначаємо за формулою 10.5:

, В (10.5)

8 Активну напругу котушки U_ak визначаємо за формулою 10.6:

, В (10.6)

9 Напругу на індуктивному опорі котушки U_Lк визначаємо за формулою 10.7:

, В (10.7)

10 Повну напругу U електричного кола визначаємо за формулою 10.8:

, В (10.8)

11 Індуктивну напругу U_L на котушці визначаємо за формулою (10.9):

, В (10.9)

Порівнюємо одержане значення напруги з результатами замірів U_L U_BC.

12 Активну, реактивну та повну потужності визначаємо за формулами 10.10 – 10.12:

Р= U_а ·І, Вт (10.10)

Q= U_L ·І, ВАр (10.11)

, ВА (10.12)

13 Коефіцієнт потужності cos визначаємо за формулою 10.13 і знаходимо кут φ°:

, (10.13)

Впевнюємось у справедливості методів розрахунку електричних кіл змінного струму з послідовним з'єднанням елементів.

Розрахункові дані занести до таблиці 10.2.

Таблиця 10.2 – Розрахункові дані

№ досліду	r, Ом	zk, Ом	xLk, Ом	z, Ом	Uа, В	Uak, В	ULк, В

Продовження таблиці 10.2 – Розрахункові дані

№ досліду	U, В	UL, В	Р, Вт	Q, ВАр	S, ВА	cos	φ°

14 За розрахунковими даними будуємо у масштабі векторні діаграми для всіх трьох дослідів. Приклад побудови векторної діаграми приведено на рисунку 10.5.

Рисунок 10.5 – Векторна діаграма

Впевнюємось, що при збільшенні індуктивності котушки збільшується х_Lk, U_Lk, кут , а cos зменшується.

15 Зробити висновки за результатами роботи.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1 Як визначається сила струму в електричному колі при послідовному

з`єднанні елементів.

2 Привести формули для визначення напруг на ділянках електричного кола

при послідовному з'єднанні елементів.

3 Привести формули для визначення , cos для кожної ділянки данного

електричного кола.

4 Побудувати трикутник опорів для даного електричного кола.

5 За якими формулами визначаються потужності на ділянках і у всьому колі

для даної електричної схеми?

6 Побудувати трикутник потужностей для даного електричного кола.

Дата добавления: 2015-09-29