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; U_a- на зажимах резистора,

U_k - на зажимах катушки, U_c - 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 U_a совпадающее по фазе с током откладывают в масштабе по линии тока. Из конца вектора Ů_а радиусом, равньм напряжению на катушке U_k делают первую засечку. Вторая засечка делается радиусом, равным общему напряжению цепи U из начала вектора Ů_а. В точке пересечения засечек будут находиться концы векторов Ů и Ů_к (рис5.14,а).

Активную и индуктивную составляющую напряжений на катушке Ů_ак и U_L определяют, опуская перпендикуляр на ось вектора тока I из конца вектора U_k.

Векторная диаграмма для цепи с последовательным соединением катушки и конденсатора, строится аналогично и приведена на (рис5.14,б).

Рис.5.14

Порядок выполнения работы

1. Собрать электрическую цепь по схеме (рис.5.15).

Рис.5.15

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 U_к , напряжения на конденсаторе U_cтока 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.

3. Результаты измерений для каждой установленной величины емкости занести в табл.5.1.

4. По данным опытов вычислить величины, указанные в табл.5.3 (полное сопротивление цепи Z, активное сопротивление r реактивное сопротивление X, коэффициент мощности цепи, cosφ) емкостное сопротивление X_C, емкость С, полное сопротивление катушки Z_к, индуктивное сопротивление катушки X_L, индуктивность катушки L, коэффициент мощности катушки, cosφ_k).