- •Электротехника
- •Часть I
- •Введение Общие положения о работе лаборатории
- •Правила техники безопасности при работе в лаборатории общей электротехники
- •Подготовка к проведению эксперимента
- •Порядок проведения работ
- •Порядок окончания работ
- •Отчет по выполненной работе
- •Паспортные данные прибора
- •Краткое описание лабораторного стенда
- •Лабораторная работа № 1 Исследование последовательной цепи переменного тока Цель работы
- •Программа работы
- •Методические указания по выполнению работы
- •Обработка результатов измерений и составление отчета по работе
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 2 Исследование цепи переменного тока при включении нагрузок, соединенных параллельно Цель работы
- •Программа работы
- •Методические указания по выполнению работы
- •Обработка результатов измерений и составление отчета по работе
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа №3 Исследование цепи трехфазного переменного тока при соединении нагрузок по схеме "звезда" Цель работы
- •Программа работы
- •Методические указания по выполнению работы
- •Обработка результатов измерений и составление отчета по работе
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа №4 Исследование цепи трехфазного переменного тока при соединении нагрузок по схеме "треугольник" Цель работы
- •Программа работы
- •Методические указания по выполнению работы
- •Обработка результатов измерений и составление отчета по работе
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа №5 Исследование однофазного силового трансформатора Цель работы
- •Программа работы
- •Методические указания по выполнению работы
- •Обработка результатов измерений и составление отчета по работе
- •Вопросы для самоконтроля
- •Условные обозначения величин
- •Единицы электрических и магнитных величин
- •Приставки для образования десятичных и дольных единиц
- •Оглавление
Обработка результатов измерений и составление отчета по работе
Для построения векторной диаграммы необходимо вычислить величины составляющих общего тока и тока катушки. На рис. 2.2 показан пример построения векторной диаграммы, соответствующей режиму, при котором включены все три нагрузки.
Таблица 2.1
Результаты измерений при параллельном соединении нагрузок
№ п/п |
Характер нагрузки |
Измеренные величины
|
C, мкФ |
Примечание | |||||
U,B |
I, A |
P, Вт |
Ir, A |
Ik, A |
Ic, А | ||||
1 |
Ламповый реостат и катушка индуктивности |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Ламповый реостат и конденсатор |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Ламповый реостат, катушка индуктивности и конденсатор |
|
|
|
|
|
|
|
Ik > Ic |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
Ik Ic | |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
Ik < Ic |
При параллельном соединении нагрузок расчет цепи проводят обычно через проводимости отдельных ветвей. Результаты расчетов записать в табл. 2.2.
Таблица 2.2
Параметры цепи при параллельном соединении нагрузок
№ опыта |
Отдельные ветви |
Вся цепь | ||||||||||||||
gr,См |
gk,См |
bk, См |
yk, См |
cosφ |
L, мГн |
Iаk, A |
Ipk, A |
C, мкФ |
b с, См |
g, См |
b, См |
y, См |
cosφ |
Iа, A |
Ip, A | |
1 ... 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В соответствии со схемой (рис. 2.1) для ветви с ламповым реостатом активная проводимость этой ветви рассчитывается по формуле:
(2.1)
где gr — активная проводимость лампового реостата; Ir — ток, проходящий через ламповый реостат; U — напряжение.
Для ветви с катушкой индуктивности активная проводимость вычисляется следующим образом:
(2.2)
где gk — активная проводимость катушки индуктивности; rk – активное сопротивление катушки индуктивности, zk – полное сопротивление катушки; Рk – активная мощность, потребляемая катушкой индуктивности.
Активная проводимость всей цепи:
(2.3)
Активная мощность, потребляемая катушкой индуктивности, определяется на основании баланса мощностей:
Pk = P – Pr , (2.4)
где Pr = U·Ir — активная мощность, потребляемая ламповым реостатом (Ir— ток, проходящий через ламповый реостат); Р — активная мощность, потребляемая всей цепью.
Реактивная проводимость лампового реостата равна нулю.
Полная проводимость катушки индуктивности:
(2.5)
где Ik — ток, проходящий через катушку индуктивности.
Реактивная (индуктивная) проводимость катушки индуктивности рассчитывается по формуле:
(2.6)
Реактивная (емкостная) проводимость конденсатора будет:
(2.7)
где Iс — ток, проходящий через конденсатор.
Реактивная проводимость всей цепи:
(2.8)
Зная реактивные проводимости катушки индуктивности и конденсатора, можно определить соответственно индуктивность катушки:
(2.9)
и емкость конденсатора:
(2.10)
где ω =2πf— круговая частота.
Полная проводимость всей цепи:
(2.11)
а коэффициенты мощности катушки индуктивности cosφk и всей цепи cosφ вычисляются по формулам:
(2.12)
(2.13)
Расчетные значения параметров цепи записать в табл. 2.2.
Рис. 2.2. Пример построения векторной диаграммы при параллельном соединении нагрузок
По результатам измерений и расчетным данным строятся векторные диаграммы. На рис. 2.2 приведен пример построения векторной диаграммы. За исходный вектор на диаграмме принять вектор напряжения. Векторы токов откладываются в масштабе, общем для всех токов. Величины токов Ir и Ic получены в результате измерений, а направления этих векторов определяются характером нагрузки, т. е. вектор Ir по направлению совпадает с вектором напряжения, а вектор Iс опережает вектор напряжения на угол π/2. Вектор тока Ik строится как векторная сумма вектора активной составляющей тока, проходящей через катушку Iаk, которая по направлению совпадает с вектором напряжения, и вектора реактивной составляющей этого тока Iрk, которая по направлению отстает на угол π/2 от вектора напряжения.
При этом:
(2.14)
Активная Iа и реактивная Iр составляющие общего тока I соответственно будут:
(2.15)
При параллельном соединении катушки индуктивности и конденсатора и условии bk = bc наступает резонанс токов.
В этом режиме цепь будет вести себя как активное сопротивление:
(2.16)
В отчете привести:
– принципиальную схему с необходимыми пояснениями;
– паспортные данные приборов;
– таблицы и расчетные формулы;
– векторные диаграммы для режимов, указанных преподава-телем.