Исследование режимов работы последовательной и разветвленной цепей при гармонических токах

              Нижегородский государственный  технический университет им Р.  Е. Алексеева

                                            Кафедра ‹‹Теоритическая и общая электроника››

                                                    Дисциплина ‹‹Общая электротехника››

 

 

 

 

 

 

                                                                 Лабораторная работа

                                 ‹‹Исследование режимов работы  последовательной и 

                                         разветвленной цепей при гармонических токах››

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                г. Нижний Новгород

                                                                            2011 год.

 

       Цель работы

 

1. Изучить свойства неразветвленной и разветвленной  линейных цепей с конденсатором , индуктивной катушкой и резистором; исследовать режимы работы этих цепей при изменении емкости конденсатора ; уяснить возможность и необходимость повышения коэффициента мощности электрических установок.
2. Исследование неразветвленной линейной цепи , образованной конденсатором, катушкой индуктивности и резистором. 
1. Определение параметров катушки индуктивности .Экспериментальное определение            параметров индуктивности производилось по схеме, приведённой на рис.1

 

                                                                       U

W

A

                                                                                 

                                                                                                                                                                                                                                                  

 

                                                                                  

̴̴

                                 

V

              E

                                        

                                                                                

 

 

                                                                  Рис.1

 

1. Активное  сопротивление катушки индуктивности

        

2. Модуль полного сопротивления катушки индуктивности на частоте 50 Гц

         

3. Реактивное сопротивление катушки индуктивности на частоте 50 Гц

         

4. Индуктивность катушки индуктивности

         

 

Таблица 1-Результаты измерений по схеме  рис.1

 

E, В	, A	P, Вт	S, BA
V	A	W	E
20	1,6	3	32

 

                                                                      Табл.1

 

2. Установка величины сопротивления в диапазоне 6…8 Ом резистора R по схеме, представленной на рис.2

V

 

 

A

                                                               R

                     E

 

 

 

                                            Рис.2

 

1. При Е =10 В ток через резистор должен быть в пределах

        

 

Результаты  установки сопротивления резистора  R приведены в таблице 2

 

E, В	, А	R, Ом
V	A
10	1,55	6,45

 

                                                                        Табл.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Исследование  неразветвленной R-L-C ветви при различных значениях ёмкости конденсатора по схеме, приведенной на рис.3

 

    

                                                                         U

 

W

                                                                                  R                     L                C

A

 

                                                                             

                               E

                                                                                                                         

 

                                                                                Рис.3

 

1. Построение  теоретических V зависимостей тока в цепи, напряжений на элементах R, L, C и угла фазового сдвига между током напряжением Е от величины емкости конденсатора С
1. Расчетные соотношения

        Полное сопротивление цепи в  алгебраической форме записи

        ;

        В показательной форме записи

        

        Где –аргумент комплексного числа;

        модуль комплексного числа

2. Действующее значение тока разветвленной цепи

 

3. Действующее значение напряжения на резисторе

 

4. Действующее значение напряжения на катушке индуктивности

 

5. Действующее значение напряжения на конденсаторе

 

6. Условие резонанса(максимального тока )

 

7. Результаты расчета приведены в таблице 3, а графики зависимостей от величины емкости конденсатора соответственно на рис. 4-9 (напряжение источника Е =10 В)

        

 

Таблица 3-Результаты расчета последовательной R, L, C-цепи

 

 

Емкость конденсатора С, мкФ					град(рад)
20	0,07	0,05	0,85	2,17	1
60	0,24	1,75	3,03	7,72	0,98
100	0,49	3,51	6,1	15,51	0,94
140	0,81	5,81	10,08	18,31	0,84
180	1,12	8,09	14,04	19,89	0,69
220	1,4	10	17,5	17,5	0,54
260	1,39	10,03	17,41	44,29	0,54
300	1,35	9,73	16,89	42,97	0,56
340	1,28	9,23	16,03	40,77	0,6
380	1,2	8,67	15,06	38,31	0,65
420	1,14	8,18	14,2	8,61	0,68

 

       

                                               Табл.3

 

Расчетная зависимость от емкости конденсатора С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Экспериментальное исследование последовательной  RLC-цепи
1. Результаты экспериментальных исследований по схеме рисунка 3                    приведены в таблице 3

 

C	E,B					P,Bт	S,BA		cos		Q,
мкФ		A				W	*	*	*	*	*	*
20
60
100
140
180
220
260
300
340
380
420

 

 

                                                                                     Табл.4

 

Примечание-символом ,,* ” отмечены расчетные по результатам измерений параметры:

Полная  мощность цепи

 

Фазовый угол между током и напряжением 

 ,

знак  минус, если , а плюс ;

 косинус

 

суммарное напряжение в цепи нагрузки

   ;

Погрешность измерений

  ;

Реактивная  мощность цепи

  ,