Исследование электрической цепи переменного тока при последовательном соединении.

Цель работы:

1. Проверить практически и уяснить, какие физические явления происходят в цепи переменного тока.

2. Рассчитать параметры отдельных элементов электрической цепи.

3. Построить по опытным данным векторные диаграммы.

Теоретическое обоснование:

При подведении к зажимам последовательно соединённых активного сопротивления R, индуктивности L и ёмкости C синусоидального напряжения U=U_MsinWt и тока I=I_Msin(Wt-U). Сдвиг фаз между напряжением и током определяется по формуле , где X_L=2pfL, - соответственно индуктивное и ёмкостное сопротивления.

Действующее значение тока в цепи можно найти по закону Ома:

где - полное сопротивление цепи.

Если Х_L> X_C, то и U₁> U₂ - ток в этом случае отстаёт от напряжения в сети. В случае X_L< X_C и U₁< U₂ - ток опережает напряжение. Когда X _L = X_C, то U₁ =U₂ – ток и напряжениесовпадают по фазе.

Для цепи с последовательным соединением резистора, индуктивной катушки и конденсатора по измерянным значениям напряжения U_R, U_C, U_K, U, тока I и активной мощности Р можно определить параметры цепи. Сопротивление резистора , ёмкостное сопротивление . Определив Х_С и зная промышленную частоту тока f = 50 Гц, можно найти мощность конденсатора

Параметры катушки определяются из формулы X_L=2pfL

Определяем индуктивность катушки .

Оборудование:

1. Блок питания.

2. Стенд для измерения активного и реактивного сопротивлений.

3. Щит приборный №1.

Ход работы:

1. Подключить блок питания к стенду.

2. Собрать схему, подключив приборы, соединительными проводами.

3. Включив тумблер на стенде, подаём напряжение на схему.

4. Ставим перемычку на дроссель, замеряем напряжение на резисторе и конденсаторе.

5. Ставим перемычку на конденсатор, замеряем напряжение на резисторе и дросселе.

6. Замеряем напряжение в схеме при последовательном соединении резистора конденсатора и дросселя, на каждом элементе.

7. Результаты опытов занести в таблицу, схемы исследований

Таблица 1

;

Таблица 2

Таблица 3

Вывод.

Контрольные вопросы:

1. От чего зависит сдвиг фаз между током и напряжением?

2. Как в цепи переменного тока рассчитывается полное сопротивление?

3. Как, зная ёмкостное и индуктивное сопротивления, частоту тока и силу тока, можно определить ёмкость и индуктивность?

Преподаватель: Протасевич Е.А.