ДОСЛІДЖЕННЯ РОЗВІЛЕНОЇ ЕЛЕКТРИЧНОЇ
ЛАНЦЮГУ ЗМІННОГО СТРУМУ
МЕТА РОБОТИ
Мета лабораторної роботи – набуття навичок дослідження розгалуженого електричного ланцюга за допомогою кругових та топографічних діаграм.
ЗАДАЧІ РОБОТИ
Завдання лабораторної роботи:
– набуття навичок побудови кругових та топографічних діаграм;
-Дослідження режимів роботи електричного ланцюга за допомогою кругової діаграми;
- Визначення резонансу струмів.
Тривалість лабораторної роботи – 3 години.
ОПИС CТЕНДУ
Стенд містить вбудоване джерело синусоїдальної напруги, переносний вольтметр, повзунковий реостат, щитові амперметри, вбудовані в стенд резистори, конденсатори та котушки індуктивності.
Зміна ємностіСдосягається включенням тумблерів, а індуктивності дроселя - регулюванням повітряного зазору (для цього слід відвернути на один оберт гайку, витягнути важіль і знову завернути гайку).
ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
А. У лабораторії
1. Зібрати ланцюг за схемою (рис. 1).
2. Підтримуючи напругу на вході ланцюга 30, записати в таблицю значення струмів приC=2 мкФ,C= 4 мкФ і закорочених входах конденсаторів.
| U, В | С, мкФ | I1, А | I2, А | I3, А |
| к.з. |
4. Включити в мережу електронний вольтметр, встановити режими його роботи (змінна напруга, діапазон 100 або 30 В) і виміряти струми та напруги на всіх елементах ланцюга: Uab, Ubc, Ubd, Ude, Uef, Uce, Uaf, Udc .
5.Поміняти місцями резистор і конденсатор у 2-й гілки і знову виміряти всі напруги та струми.
Б. Будинки
6. За даними п.2 побудувати кругову діаграму та визначити з її допомогою струми приС= 2 мкФ іС=4 мкФ, а також мінімальні струм і ємність при мінімальному струмі.
7. За круговою діаграмою визначити ємність та струм при резонансі, а також мінімальну та максимальну потужності.
8. Побудувати векторну діаграму за даними п.2 (приС=2 мкФ) і визначити параметри котушки індуктивності.
Розрахувати ємність, необхідну отримання резонансу струмів.
9. Побудувати топографічну діаграму напруги за даними п.3.
10. Користуючись топографічною діаграмою, визначити активний та індуктивний опір котушки, підключеної до затискачівef.
11. Оформити звіт про лабораторну роботу, в якому для кожного експерименту навести схему досліджуваного ланцюга, виміряні величини, формули, діаграми, висновки (порівняння результатів експерименту та результатів розрахунку). Порядок виконання роботи та розрахунки супроводжувати текстовими поясненнями.
12. Підготувати усно відповіді питання.
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
При виконанні п.6 і 7. використовувати приклад 3.9 [3].
При визначенні п. 7 по круговій діаграмі активної потужності використовувати проекцію повного струму на напругу. У цьому масштаб потужностейmp = UmI. При визначенні реактивної потужності використовувати проекцію повного струму на вісь, перпендикулярну до напруги, а масштаб потужностей той жеmQ = UmI.
При виконанні п. 8 використовувати досвід короткого замикання, колиUC=0 та , а також задане значення ємності . Відклавши у вибраному масштабіmIструмI2 при C=2 мкФ (наприклад, по осіх), побудуємо на ньому в новому масштабіmUнапруги (паралельно струму) та (перпендикулярно струму).Сума цих векторів визначить напругу мережі, фазовий зсув між цією напругою і струмомI2. Методом засічок добудуємо струмиI3 іI1 (струмI3 відстає від напруги на кут менше 90 про)
При побудові діаграми по п.9 спочатку будують засічками діаграму струмів (трикутник з трьох сторін). Для цього необхідно відкласти в масштабі струмів спочатку повний струм (наприклад по осіх) Потім з початку струму проводять коло радіусомI2/mI, а з кінця - радіусомI3/mI. Перетин кіл визначить положення векторів струмів (струмI2 повинен випереджатиI1, а струмI3 – відставати) Топографічну діаграму напруг будують рухаючись проти струму, відкладаючи виміряні напруги в новому масштабі напругиmUперпендикулярно або паралельно відповідним струмам. Починати побудову діаграми з точкие, оскільки величиниRkтаXkневідомі. Відклавши напругуUdeперпендикулярно струмуI2, напругаUbdпаралельно струмуI2,а напругаUabпаралельно струмуI1, визначимо положення точкиа. Провівши з цієї точки коло радіусомUaf / mU, а з точкиfколо радіусомUef / mU, визначимо положення точкиf, як перетин цих кіл. НапругаUefмає випереджати струмI1 на кут менше 90 о .Проектуючи напругуUefна струмI1, визначимо проекції та з їх допомогою –RkіXk. Положення точкизаналогічно визначають засічками.
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ
1. Дати визначення поняття «резонанс струмів». Які величини дорівнюють один одному при резонансі?
2. Чи може струм в одній із гілок ланцюга змінного струму бути більшим, ніж сумарний струм? Поясніть за допомогою 1 закону Кірхгофа.
3. Чи завжди, змінюючи ємність у схемі (рис. 1), можна отримати резонанс струмів? Чому?
4. Намалювати векторну діаграму під час резонансу струмів.
5. Пояснити побудову векторної діаграми (п.8) за трьома виміряними струмами.
6. Пояснити побудову кругової діаграми
7. Пояснити побудову лінії змінного параметра.
8. Пояснити визначення ємності за мінімального струму.
9. Пояснити визначення ємності при резонансі.
10. Пояснити побудову топографічної діаграми (п.9).
11. Як за топографічною діаграмою визначити опориRіXLкотушки, включеної між затискачамиef?
12. Визначити за круговою діаграмою мінімальну та максимальну реактивну потужність ланцюга (рис. 1) за зміни ємності від 0 до ∞.
Список рекомендованої літератури
1. Безсонов, Л.А. Теоретичні основи електротехніки/Л.А. Безсонів. - М.: Гардаріки., 2007. - С. 98 - 110, 158 - 162.
2. Потапов, Л.А. Короткий курс теоретичних основ електротехніки/Л.А. Потапів. - Брянськ: БДТУ, 2005. - С. 55 - 66.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком гугл на сайті: