laba_1

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное Бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Уфимский государственный Нефтяной Технический Университет

Кафедра «Прикладная физика и химия»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

«Исследование цепи переменного тока»

Выполнил ст. гр. ПГ- 10-02 Билалова Г.Р.

Проверил: Маскова А.Р.

Уфа, 2012

Цель работы:

1. Изучить основные соотношения электрических величин в цепях синусоидального тока.

2. Ознакомиться с понятиями мгновенной, активной, реактивной и полной мощностей, а также коэффициентом мощности цепи синусоидального тока.

3. Научиться строить векторные диаграммы исследуемых цепей.

Описание лабораторной установки:

Установка содержит:

1. Ваттметр электродинамической системы типа АСТД

2. Три амперметра и миллиамперметр типа Э 421

3. Вольтметр электромагнитной системы типа Э 8021

4. Два активных сопротивления, два активных сопротивления, индуктивное сопротивление.

Цена деления приборов:

• Ваттметр – 5 Вт

• Вольтметр – 10 В

• Амперметр А₁ – 0,1 А; А₂ – 0,1 А; А₃ – 0,2 А; А₄ – 20 mA

Расчетные формулы:

1. Коэффициент мощности: cos = W/S, где W – активная мощность, S – полная мощность.

2. Полное сопротивление: Z = R²+X², где R – активное сопротивление, X – реактивное сопротивление.

3. R=R₁+R_э; X=X₁+X_э; Z_э=1/y; R_э=g_эZ_э²; X_э=b_э Z_э²; y_э=g_э²+b_э²,

где g – активная проводимость, b – реактивная проводимость, y – полная проводимость

Таблица 1

Вид электроприемника	Данные опыта			Результаты расчета
	U	I	W	Z	S	cos
	В	А	Вт	Ом	ВА	-
R1	120	1,35	150	88,89	162	0,93
R2	120	1	105	120	120	0,875
X3	122	0,5	1	244	61	0,016
X1	125	1,15	0	108,7	143,75	0
X2	125	1,22	0	102,45	152,5	0

Результаты опыта

Таблица 2

Данные опыта							Результаты расчета
I1	I2	I3	Uad	Uab	Ubc	W	Rоб	Xоб	Zоб	S	cos
А	А	А	В	В	В	Вт	Ом	Ом	Ом	ВА	-
1,1	0,85	0,5	110	80	70	100	145.9	127.3	193.65	132.7	0.7534

Построение векторной диаграммы:

1. Откладываем в произвольном масштабе вектор падения напряжения на разветвленном участке Ubc=70В

2. Определяем углы сдвига фаз между вектором напряжения и токами в параллельных ветвях:

3. В масштабе строим относительно вектора Ubc векторы I2 и I3, учитывая углы и характер реактивных сопротивлений ветвей

4. Складывая на плоскости векторы I2 и I3 получаем ток I1

5. В масштабе строим вектор падения напряжения на участке ab

6. Складывая на плоскости векторы Uab и Ubc, получаем вектор напряжения на зажимах цепи. Из векторной диаграммы следует, что ток I1 опережает по фазе напряжение U на угол fi1 и его мгновенное значение равно

Вывод: изучили основные соотношения электрических величин в цепях синусоидального тока, ознакомились с понятиями активной, реактивной, мгновенной и полной мощностей, а также научились строить векторные диаграммы исследуемых цепей.