- •Часть 2
- •Омский государственный университет путей сообщения
- •Часть 2
- •Омск 2007
- •1.1. Основные теоретические положения
- •1.2. Схема проведения испытаний
- •1.3. Порядок выполнения работы
- •1.4. Обработка результатов опыта
- •1.5. Контрольные вопросы
- •2.1. Основные теоретические положения
- •2.2. Схема проведения испытаний
- •2.3. Порядок выполнения работы
- •2.4. Обработка результатов опыта
- •2.5. Контрольные вопросы
- •3.1. Основные теоретические положения
- •3.2. Схема проведения испытаний
- •3.3. Порядок выполнения работы
- •3.4. Обработка результатов опыта
- •3.5. Контрольные вопросы
- •4.2. Схема проведения испытаний
- •4.3. Порядок выполнения работы
- •4.4. Обработка результатов опыта
- •4.5. Контрольные вопросы
- •5.1. Основные теоретические положения
- •5.2. Порядок выполнения работы
- •5.3. Обработка результатов опыта
- •5.4. Контрольные вопросы
- •6.1. Основные теоретические положения
- •6.2. Описание схемы установки
- •6.3. Порядок выполнения работы
- •6.4. Обработка результатов опыта
- •6.5. Контрольные вопросы
- •Часть 2
- •Редактор т. С. Паршикова
- •Редакционно-издательский отдел ОмГупСа
- •644046, Г. Омск, пр. Маркса, 35
2.1. Основные теоретические положения
В разветвленной электрической цепи переменного тока с параллельным включением катушки индуктивности L, конденсатора С и реостата R приемники электроэнергии находятся под одинаковым напряжением . Ток по параллельным ветвям распределяется обратно пропорционально их сопротивлению. Причем, сдвиг по фазе между напряжением и током в соответствующей параллельной ветви зависит от величины ее реактивного сопротивления.
В настоящей работе пренебрегаем индуктивностью реостата и активной проводимостью емкости, поэтому результаты вычисленных величин будут приближенными.
Если в отдельной параллельной ветви находится только индуктивность или емкость, то угол сдвига фаз между током и напряжением находится из соотношения:
для ветви с индуктивностью –
; (8) |
; (9) |
с емкостью –
; (10) |
. (11) |
Ток в неразветвленном участке цепи может быть рассчитан как геометрическая сумма токов всех отдельных параллельных ветвей:
. (12)
С другой стороны, общий ток
, (13)
где Iа и Iр – активная и реактивная составляющие общего тока,
; (14)
. (15)
В цепи с параллельным соединением индуктивности и емкости может возникнуть резонанс токов, который характерен тем, что ток в неразветвленной цепи совпадает по фазе с напряжениемна зажимах параллельной цепи и имеет минимальное значение.
Такое совпадение по фазе может быть осуществлено подбором индуктивного сопротивления катушки, емкостного сопротивления конденсатора или изменением частоты таким образом, чтобы реактивные составляющие токов катушки и конденсатора были равны.
2.2. Схема проведения испытаний
Для проведения опыта по исследованию разветвленной цепи переменного тока на лабораторном стенде собирают электрическую схему установки (рис. 3), в которой резонанс токов достигается изменением емкости C.
2.3. Порядок выполнения работы
1) Ознакомиться с электроизмерительными приборами, аппаратами и другим оборудованием лабораторного стенда.
2) Собрать схему испытаний (см. рис. 3) и после проверки ее преподавателем приступить к проведению экспериментов.
Рис. 3. Электрическая схема экспериментальной установки
3) Исследовать цепь только с активным сопротивлением , Ом, которое определить по формуле:
, (16)
где – приложенное напряжение, В;– ток в цепи с, А.
4) Исследовать цепь только с катушкой индуктивности, которая имеет полное сопротивление , Ом,
; (17)
активное сопротивление , Ом,
, (18)
где – измеренная активная мощность, Вт;
индуктивное сопротивление хL, Ом,
, (19)
индуктивность , Гн,
, (20)
где – частота сети, Гц.
5) Исследовать цепь только с конденсатором, который имеет полное сопротивление , Ом,
, (21)
емкость , мкФ,
. (22)
6) Исследовать цепь с параллельным соединением активного, индуктивного и емкостного сопротивлений при условиях:,<и>.
7) Измерить значения тока в параллельных ветвях амперметром .
8) Результаты экспериментов записать в табл. 2.
Таблица 2
Результаты измерений и расчетов параметров исследуемой цепи
Нагрузка цепи |
Измерения |
Расчет | |||||||||||||
U, B |
f, Гц |
P, Вт |
I, A |
IR, А |
Iк, А |
IС, А |
, град |
R, Ом |
rк, Ом |
xL, Ом |
xC, Ом |
zк, Ом |
L, Гн |
C, мкФ | |
|
|
|
|
|
─ |
─ |
|
|
─ |
─ |
─ |
─ |
─ |
─ | |
|
|
|
|
─ |
|
─ |
|
─ |
|
|
─ |
|
|
─ | |
|
|
|
|
─ |
─ |
|
|
─ |
─ |
─ |
|
─ |
─ |
| |
, , : xL = xC |
|
|
|
|
|
|
|
|
─ |
─ |
─ |
─ |
─ |
─ |
─ |
xL < xC |
|
|
|
|
|
|
|
|
─ |
─ |
─ |
─ |
─ |
─ |
─ |
xL > xC |
|
|
|
|
|
|
|
|
─ |
─ |
─ |
─ |
─ |
─ |
─ |