Пояснения к работе. Энергетические процессы в электрической цепи синусоидального тока характеризуются понятиями:

Энергетические процессы в электрической цепи синусоидального тока характеризуются понятиями:

- активная мощность;

- реактивная мощность;

- полная мощность;

- коэффициент мощности,

Все эти величины могут быть определены по измеренным току I, напряжению U и активной мощности Р на входе цепи. Для определения знака угла j необходимы дополнительные опыты.

В лабораторной работе исследуется параллельное соединение приемника и конденсаторов. Все опыты рекомендуется выполнять при неизменном напряжении сети, а при построении векторных диаграмм нужно это напряжение брать за основу, принимая его начальную фазу равной нулю ( y _и=0).

К пункту 1. Для нахождения активной и реактивной составляющих тока приемника на векторной диаграмме следует разложить вектор на две составляющие: параллельную и перпендикулярную вектору (рис. 3.2, а).

в)	г)
Рис. 3.2. Векторные диаграммы при различных значениях емкости конденсаторов

К пункту 2. При подключении конденсатора в нем будет проходить ток емкостного характера, который находится в противофазе с реактивной составляющей тока приемника Поэтому реактивная составляющая тока на входе цепи уменьшается. Это вызывает уменьшение утла j и увеличение cosj(рис. 3.2, 6).

Уменьшается и ток , что вызывает уменьшение потерь в линии электропередачи.

К пункту 3. При резонансе и реактивная составляющая тока на входе цепи равна нулю, что соответствует j = 0и cosj = 1(рис. 3.2, в). Потребляемый ток минимален и равен активной составляющей тока приемника .

К пункту 4. При подключении большой емкости угол j меняет знак (j < 0). Ток в этом случае опережает напряжение, а коэффициент мощности уменьшается по сравнению с режимом резонанса (рис. 3.2, г).

К пункту 5. Построение векторных и временных диаграмм осуществляется с помощью программы ЭВМ LAB3.mcd в системе MathCad после ввода результатов измерений и вычислений из табл. 3.1. Векторные диаграммы получаются при работе программы в виде векторов для каждого из режимов (пп. 1-4).

В отчете диаграммы должны быть представлены для всех режимов в виде (рис. 3.2) с указанием масштаба векторов и их обозначениями.

К пункту б. При резонансе , и реактивная составляющая тока на входе цепи I_p = 0, что соответствует j = 0 и cos j = 1.

В программе LAB3.mcd по условию резонанса токов вычисляется точное значение емкости конденсатора С_рез, которое необходимо сравнить с емкостью набранной на лабораторном стенде в режиме, принятом за резонанс токов при проведении эксперимента (п. 3).

Контрольные вопросы и задачи

1. Как изменится угол j и коэффициент мощности приемника, если:

а) увеличится активное сопротивление r;

б) увеличится индуктивность L?

2. Как изменятся потери в линии электропередачи после компенсации реактивной составляющей тока приемника, если напряжение U и активная мощность Р приемника остаются неизменны?

3. Поясните при помощи векторной диаграммы, почему изменяется cos j цепи при подключении конденсаторов.

4. Запишите соотношение между параметрами r, L, C цепи (см. рис. 3.1) на известной частоте f в режиме резонанса токов (реактивная проводимость b = 0).

5. С помощью векторной диаграммы найдите, каким будет ток в неразветвленной части цепи (рис. 3.1) в режиме резонанса токов, если активное сопротивление приемника r станет равным нулю?

6. Цепь находится в режиме резонанса токов (рис. 3.1). Определить знак реактивной мощности, если:

а) увеличить емкость С конденсаторов:

б) уменьшить емкость С конденсаторов.

Литература: [3, с. 114-122; 5, с. 73-77, 316, 86-89].