Міністерство освіти і науки України
Національний університет “Львівська політехніка”
Звіт з лабораторної роботи № 2.
з дисципліни:
Електроніка та електротехніка
на тему:
" ДОСЛІДЖЕННЯ УСТАЛЕНОГО РЕЖИМУ КОЛА СИНУСОЇДНОГО СТРУМУ ПРИ ПОСЛІДОВНОМУ ЗЛУЧЕННІ ЕЛЕМЕНТІВ "
Виконав:
Студент І курсу ІКНІ
Групи КН-12
Скиба Ростислав
Перевірив:
проф. Рендзіняк С.Й.
Львів 2012
Мета роботи
Експериментальне визначення параметрів індуктивної котушки. конденсатора та резистора в колі синусоїдного струму; вивчення фазових співвідношень; визначення параметрів − активних опорів (резистансів), реактивних опорів (реактансів) та повних опорів (імпедансів); вивчення енергетичних процесів; вивчення впливу частоти джерела живлення на величину опорів (резистансів, реак- тансів, імпедансів) елементів; побудова топографічних векторних діаграм напруг на основі експериментальних даних.
Теоретичні положення
Комплексний опір (імпеданс) кола з послідовним сполученням елементів визначається як
Z
= R
+ JX
= Z*
=
*
(1)
де R − активний опір (резистанс). Х = ω*L - 1/(ω*С) – реактивний опір (реактанс). φ = ψu – ψI кут зсуву фаз ω = 2πf – колова частота. За результатами дослідів імпеданс можна визначити
Z = (U/I)*exp(ψu – ψI) (2)
Потужності кола змінного струму:
повна S = U*I (3)
активна Р = U*І*
= R*I2
(4)
-
реактивна
Q = U*I*
= X*I2
(5)
Послідовність виконання роботи
1. Ознайомився з універсальним лабораторним стендом, структурою та елементами даної лабораторної роботи. Засвоїв правила користування блоком живлення й апаратурою вимірювання.
2. Склав схему послідовного сполучення неідеальної індуктивної котушки R1 , L1 та резистора R3 (рис.1), дослідив роботу кола при живлені його від джерел синусоїдної та постійної напруги. Результати експерименту заніс до табл.1.
3. Склав схему послідовного сполучення конденсатора С2 , та резистора R3 (рис. 2), дослідив роботу кола при живленні його від джерел синусоїдної та постійної напруги. Результати досліду заніс до табл.2.
4. Склав схему послідовного сполучення індуктивної котушки R1 , L1, конденсатора С2 та резистора R3 (рис.3), дослідив роботу кола при живленні його від джерела синусоїдної напруги з частотою f = 50, 100, 200 та 0 Гц. Результати експерименту заніс в табл.3.
Схеми електричних кіл для проведення експериментів
Рис.1. Схема послідовного сполучення котушки індуктивності та резистора
Рис.2. Схема послідовного сполучення конденсатора та резистора
Рис.3. Схема послідовного сполучення індуктивної котушки, конденсатора та
резистора
ТАБЛИЦІ ДЛЯ ЗАПИСУ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ТА РОЗРАХУНКОВИХ ДАНИХ.
Таблиця 1. Послідовне сполучення індуктивної котушки та резистора
|
ВИМIРЮВАННЯ |
ОБЧИСЛЕННЯ |
||||||||||||
U |
U1 |
U3 |
І |
φ |
φ1 |
φ3 |
S |
P |
Q |
S1 |
Р1 |
Q1 |
||
Гц |
В |
В |
В |
А |
Град |
Град |
Град |
ВА |
Вт |
вар |
ВА |
Вт |
вар |
|
50 |
22 |
8,1 |
19,1 |
0,136 |
20 |
79 |
0 |
3 |
2,8 |
1,02 |
1,1 |
0,21 |
1 |
|
0 |
23,1 |
0,7 |
22,5 |
0,257 |
-- |
-- |
-- |
5,9 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
Продовження табл.1
f |
ОБЧИСЛЕННЯ |
||||||||||||
S3 |
Р3 |
Q3 |
Z |
R |
X |
Z1 |
R1 |
Х1 |
Z3 |
R3 |
Х3 |
L1 |
|
Гц |
ВА |
Вт |
Вар |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Гн |
50 |
2,6 |
2,6 |
0 |
162,2 |
151,4 |
55,7 |
437,9 |
11,4 |
54,1 |
140,5 |
140 |
0 |
0,13 |
0 |
5,8 |
-- |
-- |
162,2 |
-- |
-- |
319 |
-- |
-- |
313,6 |
-- |
-- |
-- |
Таблиця 2. Послідовне сполучення конденсатора та резистора
f |
ВИМІРЮВАННЯ |
ОБЧИСЛЕННЯ |
||||||||||||
U |
U2 |
U3 |
І |
φ |
φ2 |
φ3 |
S |
P |
Q |
S2 |
P2 |
Q2 |
||
Гц |
В |
В |
В |
А |
Град |
Град |
Град |
ВА |
Вт |
вар |
ВА |
Вт |
вар |
|
50 |
8,9 |
7,4 |
4,9 |
0,033 |
54 |
-88 |
88 |
0,3 |
0,17 |
0,24 |
0,24 |
8,52 |
-0,24 |
|
0 |
9,9 |
9,9 |
0 |
0 |
-- |
-- |
-- |
0 |
-- |
-- |
0 |
-- |
-- |
|
Продовження табл.2
f |
ОБЧИСЛЕННЯ |
||||||||||||
S3 |
Р3 |
Q3 |
Z |
R |
X |
Z2 |
R2 |
Х2 |
Z3 |
R3 |
X3 |
C2 |
|
Гц |
ВА |
Вт |
вар |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
мкф |
50 |
0,16 |
5,6 |
0,16 |
275,4 |
156,1 |
220,3 |
221,4 |
1,27 |
221,4 |
147 |
6,5 |
183,7 |
15 |
0 |
0 |
0 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
Таблиця 3. Послідовне сполучення індуктивної котушки, конденсатора та резистора
f |
ВИМІРЮВАННЯ |
||||||||
U |
U1 |
U2 |
U3 |
І |
φ |
φ1 |
φ2 |
φ3 |
|
Гц |
В |
В |
В |
В |
А |
Град. |
Град. |
Град. |
Град. |
50 |
30 |
8 |
30 |
18 |
0,125 |
-46 |
75 |
-83 |
0 |
100 |
8 |
2 |
6,9 |
8,2 |
0,05 |
-7 |
-85 |
-80 |
0 |
200 |
8 |
6,3 |
2 |
5 |
0,057 |
27 |
72 |
-89 |
0 |
0 |
43,9 |
0 |
42,6 |
0 |
0 |
-- |
-- |
-- |
-- |
Продовження табл. 3
f |
ОБЧИСЛЕННЯ |
|||||||||||
S |
P |
Q |
S1 |
Р1 |
Q1 |
S2 |
P2 |
Q2 |
S3 |
Р3 |
Q3 |
|
Гц |
ВА |
Вт |
вар |
ВА |
Вт |
вар |
ВА |
Вт |
вар |
ВА |
Вт |
вар |
50 |
3,75 |
2,6 |
-2,7 |
1 |
0,26 |
0,96 |
3,75 |
0,46 |
-3,7 |
2,25 |
2,25 |
0 |
100 |
0,4 |
0,4 |
-0,04 |
0,1 |
0,009 |
-0,1 |
0,35 |
0,06 |
0,034 |
0,4 |
0,04 |
0 |
200 |
0,05 |
0,4 |
-0,2 |
0,4 |
0,1 |
-0,4 |
0,1 |
0,002 |
-0,1 |
0,3 |
0,01 |
0 |
0 |
0 |
-- |
-- |
0 |
-- |
-- |
0 |
-- |
-- |
0 |
-- |
-- |
Продовження табл. 3
f |
ОБЧИСЛЕННЯ |
|||||||||||||
Z |
R |
X |
Z1 |
R1 |
X1 |
Z2 |
R2 |
Х2 |
Z3 |
R3 |
Х3 |
L1 |
С2 |
|
Гц |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Гн |
мкф |
50 |
240 |
166,4 |
-172,8 |
64 |
16,6 |
61,4 |
240 |
29,4 |
-236,8 |
144 |
144 |
0 |
0,17 |
14 |
100 |
160 |
160 |
16 |
40 |
3,6 |
-40 |
140 |
24 |
13,6 |
160 |
16 |
0 |
-0,34 |
20 |
200 |
15,4 |
123,1 |
61,6 |
123,1 |
30,8 |
-123,1 |
30,7 |
0,6 |
30,8 |
92,3 |
3,1 |
0 |
0,6 |
41 |
0 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |