Материал: 5327

Полная мощность электрической цепи

электрических цепей, угол сдвига фаз в цепях переменного тока, пред-

ставленных на рисунках 1 и 2. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу 1.

Таблица 1 – Результаты измерений и вычислений

3. Контрольные вопросы

3.1.Дайте определение понятиям: активное и реактивные индуктивное и емкостное сопротивления.

3.2.Чем характеризуются реактивные сопротивления?

3.3.Что такое полное сопротивление цепи и как оно определяется?

3.4.Что такое косинус угла φ?

3.4. Как построить векторную диаграмму тока и напряжения на элементах цепи?

Лабораторная работа № 5

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ R, L, C ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Цель работы: Исследовать электрическую цепь переменного тока с последовательным соединением R, L, C элементов. Построить векторные диаграммы тока и напряжения.

1. Схема опыта

Схема для исследования представлена на рисунке 1.

26

Рисунок 1 – Электрическая схема последовательного соединения R, L, C элементов электрической цепи переменного

Расчётные выражения для расчета электрической цепи с последовательным соединением R, L, C элементов

Индуктивное сопротивление X L L 2 f L , Ом.

27

Построение векторной диаграммы

Напряжение на активном сопротивлении R совпадает по фазе с током, поэтому вектор U R направлен по вектору тока I . К его концу пристраиваем вектор U L и направляем его вверх под углом 900, так как напряжение на индуктивности U L опережает ток на 900. Напряжение на ёмкости UC находится в противофазе с U L , то есть отстаёт от тока на 900, поэтому вектор UC , пристроенный к концу вектора U L , направлен вниз. Сумма векторов UR UL UC даёт вектор напряжения U . Построенная векторная

диаграмма для последовательной цепи переменного тока представлена на рисунке 2.

U L UC . Это имеет место при X L X C , когда в цепи преобладает ин-

дуктивность и цепь носит активно-индуктивный характер. В этом случае общий ток I отстаёт по фазе от входного напряжения на угол . Возмож-

ны также режимы, когда U L UC и U L UC .

Исходя из векторной диаграммы на рисунке 2, изображается отдельно треугольник oab , являющийся её частью. Этот треугольник называется треугольником напряжений (рисунке 3, а).

Рисунок 3 – Треугольники напряжений (а) и сопротивлений (б)

28

Проекция вектора напряжения U на вектор тока I называется активной составляющей напряжения, обозначается U a и равна падению напряжения на активном сопротивлении Ua UR I R . Реактивная составляющая напряжения U p – это проекция вектора напряжения на направление,

перпендикулярное вектору тока, она равна падению напряжения на суммарном реактивном сопротивлении цепи:

U p U U L UC I X L X C I X .

Если все стороны треугольника напряжений разделить на ток, то получим подобный ему треугольник сопротивлений (рисунок 3, б).

2.2. Построить векторные диаграммы токов и напряжений для исследуемых режимов, треугольники сопротивлений, предварительно выбрав масштаб.

3. Контрольные вопросы

3.1.Дайте определение понятию «последовательное соединение активного и реактивных (индуктивное и ёмкостное) сопротивлений».

3.2.Как определяются напряжения на активном и реактивных сопротивлениях?

3.3.Что такое общее напряжение цепи и как оно определяется?

3.4.Как построить векторную диаграмму последовательной цепи из R, L, C элементов?

29

Лабораторная работа № 6

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ R, L, C ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Цель работы: Исследовать электрическую цепь переменного тока с параллельным соединением R, L, C элементов. Построить векторные диаграммы тока и напряжения.

1. Схема опыта

Схема для исследования представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Электрическая схема параллельного соединения R, L, C элементов электрической цепи переменного

Расчётные выражения для расчета электрической цепи с параллельным соединением R, L, C элементов

30