Исследование электрической цепи переменного тока с активным и индуктивным сопротивлениями

Лабораторная работа Исследование электрической цепи переменного тока с активным и индуктивным сопротивлениями Цель работы: Ознакомиться с процессами, происходящими в простейших электрических цепях переменного тока, содержащих последовательное соединение активные и индуктивные сопротивления. Измерить общую силу тока, мощность и напряжение на отдельных участках цепи.

Оборудование и аппаратура: амперметр переменного тока на 5А — 1 шт.

вольтметр переменного тока на 150В — 3 шт.

ваттметр однофазный на 127 В, 5А — 1 шт.

резистор проволочный 30Ом, 3А — 1 шт.

катушка индуктивности (медный провод площадью сечения 1,5 — 2,5 ммІ) — 1шт.

рубильник двухполюсной на 25А, 250В — 1шт.

провода соединительные площадью сечения 2,5 мм, длиной 1,5 м, многожильные — 10 шт.

источник питания однофазный, переменного тока, частотой 50 Гц, напряжением 127 В Порядок выполнения работы.

1. Собрать схему, показанную на рис. 1. Включить ее в сеть и измерить напряжение на активном и индуктивном сопротивлениях при различной силе тока, протекающего по цепи. Результаты измерений записать в таблицу 1.

2. По результатам измерений вычислить R, XL, Z.

3. По результатам измерений построить треугольник сопротивлений R, XL, Z и найти угол сдвига фаз ц.

4. Вычислить значение коэффициента мощности при различных токах в цепи.

5. Вычислить значение полной, активной и реактивной мощностей. Построить векторную диаграмму напряжений.

6. Составить отчет.

Рис. 1

Таблица 1

1. Определяем полное сопротивление цепи:

Определяем полную мощность:

Определяем углы сдвига фаз:

Тогда

R=Z?cos

Определяем реактивную мощность:

;

Построение векторной диаграммы.

Масштаб: 1см — 0,2 А и Мр=5ВА/см. Значит 0,5А/0,2А/см=2,5 см.

2. Определяем полное сопротивление цепи:

Определяем полную мощность:

Определяем углы сдвига фаз:

Тогда

R=Z?cos;

Определяем реактивную мощность:

;

цепь ток напряжение мощность Построение векторной диаграммы.

Масштаб: для тока 1см — 0,2А и для мощностей 1см — 5 ВА.

Ток 0,6А / 0,2А см = 3 см Мощности: P = 21 Вт/5ВА/см = 4,2 см,

Q = 11,62 Вар / 5ВА / см = 2,3 см;

3. Определяем полное сопротивление цепи:

Определить полную мощность:

Определяем углы сдвига фаз:

.

Тогда

R=Z?cos;

Определяем реактивную мощность:

;

Построение векторной диаграммы Масштаб: для тока 1см — 0,2А и для мощностей 1см — 5 ВА.

Ток 0,7А / 0,2А см = 3,5 см Мощности: P = 26,3Вт/5ВА/см = 5,3 см,

Q = 9,629 ВАр/5ВА/см = 2 см;

Контрольные вопросы

1. Чему равно индуктивное сопротивление, и в каких единицах его измеряют?

2. Чему равно мгновенное напряжение на индуктивности L и на активном сопротивлении R, если по ним протекает ток?

3. Чему равна угловая частота, и в каких единицах ее измеряют?

4. Чему равно действующее значение синусоидальных токов и напряжений, если известны их амплитудные значение?

5. Что такое активное и реактивная мощности однофазной цепи первого тока и в каких единицах ее измеряют?

6. Чему равна полная мощность однофазной цепи переменного тока, и в каких единицах ее измеряют?

7. Что такое коэффициент мощности?

Ответы на контрольные вопросы.

1.

При этом полный, а I действующее значение.

будет меньше максим.

3. Угловая частота определяется по выражению щ=2(рад/с)

4. Действие синусоидальных токов и напряжений в корень из 2 раз меньше амплитуды и определяется

5. P=UIcosц (Вт) или P=IІ(R+R) (Вт)

Q= (ВАр) или Q=UIsinц (ВАр)

6. S=UI (ВА) или S=IІZ (ВА)

7. Коэффициент мощности:

cosц=

Вывод:

Ознакомились с процессами, происходящими в простейших электрических цепях переменного тока, содержащих последовательное соединение активные и индуктивные сопротивления. Измерили общую силу тока, мощность и напряжение на отдельных участках цепи.