Материал: mulp (1)

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

Рис. 3.3

Роль фазометра в схеме исполняет прибор Bode-Plotter, пределы

измерения которого от –90 до +90 уже установлены. Его нужно извлечь из поля контрольно-измерительных приборов Instruments (у правого края второй строки меню). Увеличенное изображение прибора появляется в нижней части рабочего поля после двойного щелчка левой клавишей мыши, когда курсор находится на символе прибора в схеме. При замкнутом ключе угол сдвига фаз можно изменять за счет изменения сопротивления реостата (управляющая клавиша R) в пределах от 500 до 50 Ом (следует избегать слишком малых значений этого сопротивления во избежание нарушения работы программы).

Программа работы

1.1.Открыть файл LW3a и извлечь из поля компонентов Favorites блок cond, соответствующий номеру своего варианта. Собрать остальную часть схемы, показанной на рис. 3.3.

1.2.Ключ с помощью управляющей клавиши 1 установить в правое положение (разомкнуть). Включить кнопку «Пуск» и записать показания приборов в верхнюю строку табл. 3.1.

Таблица 3.1

21

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

1.3.Вычислить параметры конденсатора y, g, bC, С, а также угол потерь . Записать результаты в ту же строку.

1.4.Замкнуть ключ и с помощью управляющей клавиши R подобрать такое значение сопротивления реостата, чтобы обеспечить заданную в соответствии с вариантом по табл. 3.3 величину угла сдвига фаз

напряжения и тока на входе схемы 1 (в пределах от –15 до –75 ). На-

помним, что при каждом измерении угла сдвига фаз нужно предварительно выключить и включить кнопку «Пуск». Показания приборов внести в нижнюю строку табл. 3.1.

1.5.Принять начальную фазу входного напряжения равной нулю

изаписать комплексные действующие значения токов I , I1 , и I2 в

этом режиме в ту же строку. Подсчитать I I1 I2 и сравнить резуль-

тат со значением I , полученном в эксперименте, проверив тем самым выполнение первого закона Кирхгофа.

1.6. По данным табл. 3.1 построить лучевую диаграмму токов. Пример лучевой диаграммы токов приведен на рис. 3.4.

φ1<0 φ<0

ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНО-ИНДУКТИВНОЙ ЦЕПИ

Схема электрической цепи

Схема, показанная на рис. 3.5, питается от источника синусоидального напряжения с частотой 50 Гц и действующим значением напряжения 100 В. Катушка индуктивности в схеме, представлена блоком, который нужно выбрать в поле компонентов Favorites из набора ind1 ind10 в соответствии с вариантом. Когда сопротивление реостата R1 равно нулю, по показаниям приборов можно вычислить параметры схемы замещения катушки R и L.

22

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

Рис. 3.5

Прибор Bode-Plotter исполняет и в этой схеме роль фазометра с теми же особенностями измерения угла сдвига фаз напряжения и тока на входе цепи. За счет изменения сопротивления реостата можно добиться изменения угла до значения, указанного в табл. 3.3 в соответствии с вариантом.

Программа работы

2.1.Открыть файл LW3b и извлечь из поля компонентов Favorites подсхему ind, соответствующую номеру своего варианта. Собрать остальную часть схемы, показанной на рис. 3.5.

2.2.Вывести реостат с помощью управляющей клавиши R (установить R = 0). Включить кнопку «Пуск» и записать показания приборов

вверхнюю строку табл. 3.2.

Таблица 3.2

2.3.Вычислить параметры катушки индуктивности R, Z , X, L,

атакже ее добротность QL. Записать результаты в ту же строку.

2.4.С помощью управляющей клавиши R подобрать такое значение сопротивления реостата, чтобы обеспечить заданную в соответствии с вариантом по табл. 3.3 величину угла сдвига фаз напряжения

и тока на входе схемы 2 (в пределах от 15 до 75 ). Напомним, что при каждом измерении угла сдвига фаз нужно предварительно выключить

23

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

и включить кнопку «Пуск». Показания приборов внести в нижнюю строку табл. 3.2.

2.5. Принять в этом режиме начальную фазу входного тока равной нулю и записать комплексные действующие значения напряжений U ,

U1, и U2 в ту же строку. Подсчитать U U1 U2 и сравнить резуль-

тат со значением U , полученном в эксперименте, проверив тем самым выполнение второго закона Кирхгофа.

2.6. По данным второй строки табл. 3.2 построить топографическую диаграмму напряжений.

Таблица 3.3

Содержание отчета

1.Наименование и цель работы.

2.Схемы электрической цепи.

3.Ответы на вопросы подготовки к работе.

4.Основные соотношения.

5.Табл. 3.1–3.2. Расчёты к таблицам.

6.Векторные диаграммы для п. 1.6. и п. 2.6.

7.Выводы.

Рекомендуемая литература: [1, с. 59–63], [3, с. 10–26], [4, с. 168–173], [5, с. 89–93].

24

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

Лабораторная работа № 4.

Исследование цепей с индуктивно связанными элементами

Цель работы. Научиться определять параметры катушек индуктивности с помощью амперметра, вольтметра и ваттметра. Провести экспериментальное исследование цепей с последовательным и параллельным соединением индуктивно связанных катушек. Научиться определять взаимную индуктивность катушек и строить векторные диаграммы для цепей с индуктивной связью.

Пояснения к работе

Реальная катушка индуктивности без ферромагнитного сердечника обычно бывает представлена схемой замещения из последовательно соединенных идеальной индуктивности и активного сопротивления. Параметры этой схемы могут быть определены по показаниям амперметра, вольтметра и ваттметра с помощью формул:

R IP2 , Z UI , X Z 2 R2 , L X .

При последовательном соединении катушек полное сопротивление цепи находится как

Z RЭ2 XЭ2 , RЭ R1 R2, XЭ X1 X2.

Если часть Ф21 магнитного потока Ф11, созданного током i1 в одной из катушек с числом витков w1, пронизывает другую катушку с числом витков w2, или, наоборот, часть Ф12 потока второй катушки Ф22, созданного током в ней i2, пронизывает первую, то эти частичные потоки на-

зываются потоками взаимоиндукции, а полные потоки (Ф11, Ф22) – по-

токами самоиндукции. Потокосцепления этих потоков с соответствующими катушками равны:

11 = w1 Ф11 , 22 = w2 Ф22 , 12 = w1 Ф12 , 21 = w2 Ф21 ,

а собственные и взаимные индуктивности определяются так:

В линейной цепи справедлив принцип взаимности: М12 = М21 = М. Направление магнитного потока связано с направлением создаю-

щего его тока правилом «буравчика» (правоходового винта). Чтобы учесть ориентацию потоков само- и взаимоиндукции в одной катушке,

25