ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С
ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ ЭЛЕМЕНТОВ
1.
Цель работы
Ознакомиться с особенностями режимов работы цепи переменного тока с параллельным соединения элементов, повышением коэффициента мощности, применением 1-го закона Кирхгофа в цепях переменного тока.
2. Предварительное домашнее задание
2.1. Изучить тему «Параллельное соединение элементов в цепи переменного тока», содержание данной лабораторной работы и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к ней.
2.2. Начертить принципиальные схемы исследуемых цепей исследуемых цепей с включенными измерительными приборами.
3. Порядок выполнения работы
3.1. Ознакомиться с лабораторной установкой.
3.2. Собрать электрическую цепь с параллельным соединением резистора R и конденсатора C (рис. 1). В качестве резистора R* использовать переключаемый резистор R10 в соответствующей варианту позиции переключателя (табл. 1).
Установить в соответствии с заданным вариантом переключатель батареи конденсаторов С* в соответствующую позицию (табл. 1). Схему предъявить для проверки преподавателю.
Ознакомиться с особенностями режимов работы цепи переменного тока с параллельным соединения элементов, повышением коэффициента мощности, применением 1-го закона Кирхгофа в цепях переменного тока.
2. Предварительное домашнее задание
2.1. Изучить тему «Параллельное соединение элементов в цепи переменного тока», содержание данной лабораторной работы и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к ней.
2.2. Начертить принципиальные схемы исследуемых цепей исследуемых цепей с включенными измерительными приборами.
3. Порядок выполнения работы
3.1. Ознакомиться с лабораторной установкой.
3.2. Собрать электрическую цепь с параллельным соединением резистора R и конденсатора C (рис. 1). В качестве резистора R* использовать переключаемый резистор R10 в соответствующей варианту позиции переключателя (табл. 1).
Установить в соответствии с заданным вариантом переключатель батареи конденсаторов С* в соответствующую позицию (табл. 1). Схему предъявить для проверки преподавателю.
3.3. Включить
электропитание стенда и
источник переменного напряжения Е3. Установить напряжение источника Е3
7 В с частотой 300±10 Гц. Измерить
напряжение U на входе
цепи, токи в ветвях
IR, IC, ток I, потребляемый от источника
питания и угол сдвига фаз φ между напряжением и током
I, потребляемым цепью.
Результаты измерений занести в
табл. 2. Вычислить активную мощность
Р, потребляемую цепью, и
коэффициент мощности цепи cos φ.
3.4.
Исследовать влияние емкости С,
включенной параллельно индуктивному
потребителю, на коэффициент
мощности цепи cos φ и
величину тока I, потребляемого от источника питания. Для этого собрать
цепь по рис. 2, используя в качестве индуктивного потребителя
соответствующую реальную катушку индуктивности L*
(табл. 3). Представить схему для проверки
преподавателю.
3.5. Включить электропитание стенда и источник питания Е3. Установить напряжение 7 В с частотой, указанной в таблице вариантов (табл. 3). Измерить напряжение, ток, активную мощность и угол сдвига фаз φ между напряжением и током на входе цепи. Результаты занести в табл. 2. Выключить источник питания Е3.
3.6. Подключить параллельно катушке индуктивности батарею конденсаторов С* (рис. 3). Переключатель батареи конденсаторов установить в первую заданную позицию (табл. 3).
3.7. После проверки схемы преподавателем включить источник питания Е3. Установить напряжение источника 7 В с частотой, указанной в таблице вариантов (табл. 3) и измерить величины, указанные в табл. 2. Последовательно устанавливая переключатель батареи конденсаторов в следующие заданные позиции, измерить величины, указанные в табл. 2.
Установить частоту входного напряжения, при которой угол сдвига фаз между входным напряжением U и током I будет равен нулю (резонанс токов). При необходимости изменить величину емкости батареи конденсаторов. Произвести измерения указанных в табл. 2 величин.
3.8. По опытным данным построить в масштабе векторные диаграммы для каждого опыта, определив для каждого случая по векторной диаграмме характер электрической цепи и коэффициент мощности цепи cos φ.
3.9. Сделать выводы
– о влиянии параллельно включенных потребителей друг на друга;
– о влиянии конденсатора, подключенного параллельно индуктивному
потребителю, на величину тока, потребляемого из сети и коэффициент
мощности цепи;
– о применении 1-го закона Кирхгофа в цепях переменного тока;
4. Содержание отчета
а) наименование работы и цель работы;
б) схемы экспериментов и таблица полученных результатов;
в) векторные диаграммы для всех проведенных опытов;
г) выводы по работе.
5. Контрольные вопросы
1. Как при параллельном включении потребителей определить величину тока, потребляемого из сети?
2. С какой целью повышают коэффициент мощности цепи?
3. Как можно определить коэффициент мощности цепи?
4. Как изменятся величина тока, потребляемого из сети, и активная мощность цепи, если параллельно активно-индуктивному потребителю включить конденсатор?
5. Почему уменьшается ток, потребляемый из сети, при подключении параллельно индуктивной катушке конденсатора?
6. Как применяется 1-й закон Кирхгофа в цепях переменного тока?
7. Как построить векторную диаграмму цепи, которая содержит параллельно включенные индуктивную катушку и конденсатор?
8. Что такое «резонанс токов»? При каком условии он возникает?
3.5. Включить электропитание стенда и источник питания Е3. Установить напряжение 7 В с частотой, указанной в таблице вариантов (табл. 3). Измерить напряжение, ток, активную мощность и угол сдвига фаз φ между напряжением и током на входе цепи. Результаты занести в табл. 2. Выключить источник питания Е3.
3.6. Подключить параллельно катушке индуктивности батарею конденсаторов С* (рис. 3). Переключатель батареи конденсаторов установить в первую заданную позицию (табл. 3).
3.7. После проверки схемы преподавателем включить источник питания Е3. Установить напряжение источника 7 В с частотой, указанной в таблице вариантов (табл. 3) и измерить величины, указанные в табл. 2. Последовательно устанавливая переключатель батареи конденсаторов в следующие заданные позиции, измерить величины, указанные в табл. 2.
Установить частоту входного напряжения, при которой угол сдвига фаз между входным напряжением U и током I будет равен нулю (резонанс токов). При необходимости изменить величину емкости батареи конденсаторов. Произвести измерения указанных в табл. 2 величин.
3.8. По опытным данным построить в масштабе векторные диаграммы для каждого опыта, определив для каждого случая по векторной диаграмме характер электрической цепи и коэффициент мощности цепи cos φ.
3.9. Сделать выводы
– о влиянии параллельно включенных потребителей друг на друга;
– о влиянии конденсатора, подключенного параллельно индуктивному
потребителю, на величину тока, потребляемого из сети и коэффициент
мощности цепи;
– о применении 1-го закона Кирхгофа в цепях переменного тока;
4. Содержание отчета
а) наименование работы и цель работы;
б) схемы экспериментов и таблица полученных результатов;
в) векторные диаграммы для всех проведенных опытов;
г) выводы по работе.
5. Контрольные вопросы
1. Как при параллельном включении потребителей определить величину тока, потребляемого из сети?
2. С какой целью повышают коэффициент мощности цепи?
3. Как можно определить коэффициент мощности цепи?
4. Как изменятся величина тока, потребляемого из сети, и активная мощность цепи, если параллельно активно-индуктивному потребителю включить конденсатор?
5. Почему уменьшается ток, потребляемый из сети, при подключении параллельно индуктивной катушке конденсатора?
6. Как применяется 1-й закон Кирхгофа в цепях переменного тока?
7. Как построить векторную диаграмму цепи, которая содержит параллельно включенные индуктивную катушку и конденсатор?
8. Что такое «резонанс токов»? При каком условии он возникает?