Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Дані вимірювань і результати розрахунків параметрів кіл змінного струму з послідовно з'єднаними r, L і C елементами
|
|
| Вид наванта-ження мережі | Приймачі струму | Дані вимірювання (показання приладів) | Результати обчислення | |||||||||||
| Вольтметр | Амперметр | Ватметр | Параметри електричного кола | |||||||||||
| CV=…В/под | CA=…А/под | CW=…Вт/под | Ua | Up | r | Х =xL — хс | z | P | Cos j | |||||
| под. | В | под. | А | под. | Вт | В | В | Ом | Ом | Ом | Вт | - | ||
| 1.Активне | 1. Реостат чотиривітковий | NU1 | U1= | - | - | - | - | U1a=U1 | - | r1=U1/Iк | - | z1 = r1 | P1 = Iк2 r1 | |
| 2.Реостат двовітковий | NU2 | U2= | - | - | - | - | U2a=U2 | - | r2 = U2/Iк | - | z2 = r2 | P2 = Iк2 r2 | ||
| Все коло | NUк | Uк= | NІк | Iк= | NРк | Pк= | =U1+U2 | - | rк= r1 + r2 | - | zк = Uк/Iк | Pк=P1 +P2 | ||
| 2.Активно-індуктивне | 1. Реостат чотиривітковий | NU1 | U1= | - | - | - | - | U1a=U1 | - | r1=U1/Iк | - | z1 = r1 | P1 = Iк2 r1 | |
| 2. Котушка індуктивності | NU2 | U2= | - | - | - | - | U2a=r2 Iк | UL =xLIк | r2=P2/Iк2 | 
| z2=U2/Iк | P2=Pк — P1 | P2./(U2 Iк) | |
| Все коло | NUк | Uк= | NІк | Iк= | NРк | Pк= | =U1a+U2a | Up =UL | rк= r1 + r2 | xк = xL | zк = Uк/Iк | Pк=P1+P2 | Pк/(Uк Iк) | |
| 3.Активно-ємнісне | 1. Реостат чотиривітковий | NU1 | U1= | - | - | - | - | U1a=U1 | - | r1=U1/Iк | - | z1 = r1 | P1 = Iк2 r1 | |
| 2. Конденсатор | NU2 | U2= | - | - | - | - | - | UC =xCIк | - | xC=U2/Iк | z2 = xC | - | ||
| Все коло | NUк | Uк= | NІк | Iк= | NРк | Pк= | =U1a | Up =UC | rк= r1 | xк = xC | zк = Uк/Iк | Pк = P1 | Pк/(Uк Iк) | |
| 4.Змішане (загальний випадок) | 1. Реостат чотиривітковий | NU1 | U1= | - | - | - | - | U1a=U1 | r1=U1/Iк | - | z1 = r1 | P1 = Iк2 r1 | ||
| 2. Котушка індуктивності | NU2 | U2= | - | - | - | - | U2a=r2 Iк | UL =xLIк | r2=P2/Iк2 |
| z2=U2/Iк | P2=Pк — P1 | P2./(U2 Iк) | |
| 3. Конденсатор | NU3 | U3= | - | - | - | - | UC =xCIк | - | xC=U3/Iк | z3 = xC | - | |||
| Все коло | NUк | Uк= | NІк | Iк= | NРк | Pк= | =U1a+U2a | =UL—UC | rк= r1 + r2 | хк=xL—хс | zк = Uк/Iк | Pк=P1+P2 | Pк/(Uк Iк) |
4.4. Проведіть дослід 4 – послідовне з’єднання активного, ємнісного й активно-індуктивного опорів. Для цього виконайте такі дії:
4.4.1. Від’єднайте перемичку між контактами ХТ6 і ХТ7 та з’єднайте нею контакти ХТ1 і ХТ2. Контакт ХР3 приєднайте до контакту XТ6.
4.4.2. Після перевірки схеми викладачем ввімкніть перемикач QF.
4.4.3. Пам’ятайте! У колі, що перебуває під напругою 
, при одночасному послідовному з’єднанні r-, L- і C- елементів, у разі, коли індуктивна й ємнісна складові реактивного опору рівні між собою, виникає резонанс напруг. Оскільки при цьому струм кола буде найбільшим (
), то при малій величині активного опору спади напруги на конденсаторі (
) і на котушці індуктивності (
) можуть перевершувати не тільки , а й ті номінальні напруги, на які безпосередньо розрахована робота цих елементів. Отже, підвищені напруги на окремих ділянках кола з реактивними елементами можуть спричинити аварію в роботі установки (пробій ізоляції і, як наслідок, коротке замикання). Тому, вмикаючи перемикачі SA7—SA10, SA1, SA3 і SA4, виставте силу струм у колі такою, щоб спад напруги на будь якому з реактивних споживачів не перевершував 250 В. Запишіть показання приладів РА і PW у відповідні прографи табл.3.2.
4.4.4. За допомогою щупів ХР1—ХР2, виміряйте та запишіть у відповідні прографи таблиці загальний спад напруги у колі (між контактами ХТ1 і ХТ5) і спади напруг на ділянках кола: з реостатом L1—L2 (між контактам ХТ1—ХТ6), з реостатом СВ1—СВ2 (між контактам ХТ2—ХТ7) і з реостатом ЕL3—EL6 (між контактам ХТ5 і ХТ10).
4.4.5. Вимкніть перемикач QF і розрядіть конденсатор (див. п.3.3.2).
4.5. Переведіть показання стрілочних приладів у діючі значення вимірюваних величин, подайте дані викладачеві на затвердження і з його дозволу розберіть схему.
5. Опрацювання дослідних даних
Для визначення параметрів електричного кола за дослідними даними використайте розрахунковий або графічно-розрахунковий методи.
5.1. Алгоритм розрахунку за формулами, наведеними у відповідних прографах таблиці, такий.
Використовуючи діючі значення струму, активної потужності та спадів напруг на відповідних ділянках і в усьому колі, обчисліть і запишіть у відповідні прографи таблиці:
повний опір кола (усі досліди) — за формулою 
;
активний опір та активну потужність реостата ЕL3—EL6 (усі досліди) - за формулами відповідно: 
і 
;
ці самі параметри для реостата ЕL1—EL2 (дослід 1) – за формулами 
і 
;
активну потужність, активний, повний та індуктивний опір котушки індуктивності (дослід 2 і 4) — за формулами відповідно: 
; 
; 
; 
;
ємнісний опір конденсатора (досліди 3 і 4) – за формулою 
;
коефіцієнт потужності приймачів струму та кола (усі досліди) – за формулою 
.
5.2. Алгоритм розрахунково-графічного методу такий. Використовуючи діючі значення струму та спадів напруг на відповідних ділянках і в усьому колі (див. табл.), побудуйте у вибраному масштабі суміщені векторні діаграми для другого та четвертого дослідів, з яких знайдіть невідомі значення активної і індуктивної складової спаду напруги на котушці індуктивності (див.п.5.3.2). Після цього за відповідними формулами (див. п.5.1) розрахуйте і занесіть у таблицю значення опорів, активної потужності, коефіцієнта потужності кожного елемента та кола в цілому.
5.3. Методика побудови векторних діаграм.
5.3.1. Дослід 1. На аркуші міліметрового паперу відкладіть горизонтальний відрізок (рис.3.2, а, що відповідає у прийнятому масштабі струмові І к кола. Далі, врахувавши, що активна складова спадів напруг збігається за фазою зі струмом, у прийнятому масштабі напруг М U відкладіть з початку координат за напрямом струму спочатку вектор АВ — спад напруги U 1, а з його кінця – вектор АС — спад напруги U 2. З’єднавши точку А з точкою С одержують вектор АС – еквівалентний загальному спаду напруги U к у колі.
5.3.2. Дослід 2 (рис.3.2, б). Вектори І к та U 1 побудуйте так, як у п.5.3.1. Потім зробіть засічки радіусами R: з точки А — R Uк = U к/ M U, а з точки В — R U2 = U 2/ M U. З’єднавши шукану точку перетину С з початком і кінцем вектора U 1, одержите вектори спадів напруг U к і U 2 відповідно. Оскільки індуктивна складова U 2L спаду напруги на котушці індуктивності випереджує за фазою струм на 90о, то, провівши з точки C перпендикуляр CD до напряму вектора струму, одержите прямокутний трикутник АCD, який називають трикутником напруг. Зверніть увагу, що горизонтальний катет AD даного трикутника в прийнятому масштабі дорівнює сумі спадів напруг S U a на активних елементах кола, а катет DC – на реактивних, в даному випадку індуктивному, тобто U р = U L.
5.3.3. Дослід 3 (рис.3.2, в). Вектори І к та U 1 побудуйте так, як у п.5.3.1. Потім, врахувавши, що вектор спаду напруги на конденсаторі відстає від вектора струму за фазою на кут -90°, з точки В під кутом 90° відкладають вниз відрізок ВС, що відповідає в прийнятому масштабі спаду напруги U С на конденсаторі. З’єднавши точки А і С, одержимо вектор загального спаду напруги U к в колі. Зверніть увагу, що трикутник АВС є трикутником напруг для випадку активно-ємнісного навантаження.
5.3.4. Дослід 4 (рис.3.2, г). Вектори І к та U 1 побудуйте так, як у п.5.3.1. Аналогічно п.5.3.3 побудуйте вектор U 3 = U С. Потім з точки С аналогічно п.5.3.2 побудуйте методом засічок вектори U 2 і U к. Провівши з шуканої точки D перпендикуляр DF до напряму вектора струму, одержите прямокутний трикутник АDF — трикутник напруг для змішаного навантаження кола.
Зверніть увагу, що в загальному випадку катет AF даного трикутника в прийнятому масштабі дорівнює сумі спадів напруг S U a на активних елементах кола, а катет FD – на реактивних і в даному разі є різницею векторів спадів напруг на індуктивних та ємнісних опорах, тобто U р = å U L - å U С.