- •Министерство образования и науки
- •Содержание
- •Введение
- •Цель и порядок выполнения работ
- •Подготовка к лабораторным работам
- •Лабораторная работа № 1 Поверка амперметра и вольтметра
- •Основные понятия
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты поверки амперметра
- •Результаты поверки вольтметра
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 Исследование неразветвленной электрической цепи при одном переменном сопротивлении
- •Основные понятия
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты измерений и вычислений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 Проверка основных законов электрической цепи
- •Основные понятия
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты проверки основных законов электрических цепей
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 Измерение потери напряжения в проводах
- •Основные понятия
- •Значения предельно допустимых отклонений напряжения (%)
- •Проверка отходящих линий по потери напряжения
- •Значения удельных активных сопротивлений для медных и алюминиевых проводов и кабелей
- •Значения индуктивных сопротивлений трехфазных линий
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты измерений и вычислений
- •Расчетные формулы:
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 Преобразование треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду
- •Основные понятия
- •Порядок выполнения работы
- •Соединение треугольником
- •Соединение звездой
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6 Цепь переменного синусоидального тока с последовательным соединением катушки и конденсатора. Резонанс напряжений
- •Основные понятия
- •Построение векторных диаграмм
- •Порядок выполнения работы
- •Расчетные формулы
- •Результаты измерений и вычислений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 7 Параллельное соединение индуктивности и емкости. Резонанс токов
- •Основные понятия
- •Определение параметров всей электрической цепи и её элементов
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты измерений и вычислений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 8-9 Исследование цепи трехфазного тока при симметричной и несимметричной нагрузках фаз. Соединение звездой и треугольником
- •Основные понятия
- •Порядок выполнения работы Соединение звездой
- •Результаты измерений и вычислений
- •Результаты измерений и вычислений
- •Соединение треугольником
- •Результаты измерений и вычислений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 10 Измерение параметров индуктивно связанных катушек
- •Основные понятия
- •Взаимноиндуктивное сопротивление
- •Взаимоиндуктивное сопротивление
- •Порядок выполнения работы
- •Расчетные формулы
- •Контрольные вопросы
- •Разложение несинусоидальной функции в ряд Фурье
- •Основные понятия
- •Выполнение:
- •Технические данные приборов
- •Порядок выполнения работы
- •Разложени первой гармоники
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 13 Изучение применения переходных процессов на электрических фильтрах. Двухполупериодное выпрямление и мостовая схема
- •Основные понятия
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 14 Переходные процессы в линейных электрических цепях
- •Основные понятия
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 15 Испытание четырёхполюсника
- •Основные понятия
- •Формы записи уравнений пассивного четырехполюсника
- •Порядок выполнения работы
- •Определение постоянных четырехполюсника
- •Результаты испытания четырехполюсника
- •Расчетные формулы
- •Контрольные вопросы
- •Приложения
Построение векторных диаграмм
При последовательном соединении элементов цепи через каждый из них протекает один и тот же ток I. Поэтому при построении векторных диаграмм для таких цепей вектор тока принимается за базовый (исходный). Векторные диаграммы строят циркулем методом засечек по известным из опыта напряжениям; Ua – на зажимах резистора, Uk – на зажимах катушки, Uc – на зажимах конденсатора и U – на зажимах всей цепи.
Все величины на диаграммах изображается в масштабе.
В качестве примера рассмотрим построение векторной диаграммы для цепи с последовательным соединением резистора (реостата) и катушки. Напряжение на резисторе Ua, совпадающее по фазе с током, откладывают в масштабе по линии тока. Из конца вектора Ůа радиусом, равньм напряжению на катушке Uk, делают первую засечку. Вторая засечка делается радиусом, равным общему напряжению цепи U из начала вектора Ůа. В точке пересечения засечек будут находиться концы векторов Ů и Ůк (рис. 6.14,а).
Активную и индуктивную составляющую напряжений на катушке Ůак и UL определяют, опуская перпендикуляр на ось вектора тока I из конца вектора Uk.
Векторная диаграмма для цепи с последовательным соединением катушки и конденсатора, строится аналогично и приведена на (рис. 6.14, б).
Рис.6.14. Пример построение векторных диаграмм для цепи с последовательным соединением резистора и катушки (а) и цепи с последовательным соединением катушки и конденсатора (б)
Порядок выполнения работы
1. Собрать электрическую цепь по схеме (рис. 6.15).
2. Произвести исследование явления резонанса напряжений по следующей методике.
Изменяя величину емкости включением тумблеров, установить емкость С0, при которой ток в цепи I и активная мощность Р имеют максимальные значения (явление близкое к резонансу напряжений). Произвести измерения напряжения U в цепи, напряжения на катушке Uк , напряжения на конденсаторе Uc, тока I в цепи и мощности Р. Изменяя затем емкость ступенями на 1-2 мкФ, произвести измерения для 3-4 точек при емкостях, меньших С0 , и для 3-4 точек при емкостях, больших С0.
Рис. 6.15. Схема установки
3. Результаты измерений для каждой установленной величины емкости занести в табл. 6.1.
4. По данным опытов вычислить величины, указанные в табл. 6.3 (полное сопротивление цепи Z, активное сопротивление r, реактивное сопротивление X, коэффициент мощности цепи cosφ, емкостное сопротивление XC, емкость С, полное сопротивление катушки Zк, индуктивное сопротивление катушки XL, индуктивность катушки L, коэффициент мощности катушки cosφk).
Расчетные формулы
=
5. По данным табл. 6.1 построить кривые I=f1 (С) и cosφ= f2 (С), Z= f3(С).
6. Построить векторные диаграммы тока и напряжения для трех отсчетов: при XL > XC , при максимальном значении тока в цепи (XL ≈ XC), при XL< XC.
Таблица 6.1
Результаты измерений и вычислений
№ |
Измерено |
Вычислено | |||||||||||||||
U B |
Uк B |
Uc B |
I A |
P Вт |
С мкф |
Z Ом |
R Ом |
Х Ом |
cosφ |
XC Ом |
С мкф |
Zk Ом |
XL Ом |
L Гн |
cosφk | ||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|