Материал: mulp (1)

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

вводится понятие одноименных зажимов. Зажимы, принадлежащие разным катушкам, называются одноименными и обозначаются на схеме одинаковыми символами (точками, звездочками), если при одинаковой ориентации токов по отношению к этим зажимам потоки само- и взаимоиндукции складываются.

Напряжения на индуктивно связанных элементах определяются по закону электромагнитной индукции и их также можно представить в виде суммы составляющих само- и взаимоиндукции:

Знак «плюс» в этих выражениях соответствует одинаковой ориентации токов по отношению к одноименным зажимам (согласное включе-

ние), «минус» – различной (встречное включение).

В установившемся синусоидальном режиме действующие значения напряжений само- и взаимоиндукции равны:

U1L = ХL1 I1; U1M = ХM I2; U2L = ХL2 I2; U1M = ХM I1,

где ХM = M –сопротивление взаимной индукции.

Наличие индуктивной связи изменяет величину эквивалентного реактивного сопротивления. Для последовательного соединения индуктивно связанных катушек

ХЭсогл X1 X2 2XM (L1 L2 2M ) LсоглЭ

ХЭвстр X1 X2 2XM (L1 L2 2M ) LвстрЭ

Отсюда по данным опытов могут быть найдены сопротивление взаимной индукции ХМ и взаимная индуктивность М:

Сравнение величин эквивалентных сопротивлений схем приводит к способу экспериментального определения одноименных зажимов: если при одинаковом напряжении измерить токи при согласном и встречном включении катушек, то ток при встречном включении окажется больше.

26

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

Схемы электрических цепей

Рис. 4.1

В работе используется электрическая цепь, схема которой показана на рис. 4.1. По ходу работы в схеме изменяется ее правая часть (между точками a и b). Левая же часть, содержащая источник и приборы, остается неизменной.

Рис. 4.2

27

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

В схеме, собранной в EWB (рис. 4.2), в левой части схемы используется блок wattmeter, который играет роль ваттметра (показания вольтметра, подключенного к его выходным зажимам, в вольтах численно равны активной мощности цепи в ваттах). Напомним, что этот прибор должен работать в режиме DC.

В качестве катушек индуктивности используются обмотки линейного трансформатора, параметры которого устанавливаются в соответствии с вариантом. Используя показания приборов, с помощью схем рис. 4.2, а и 4.2, б можно определить параметры катушек. А с помощью схем рис. 4.2, в, г и рис. 4.2, д, е – соответственно параметры их последовательного и параллельного соединения при согласном и встречном включении.

Подготовка к работе

Проработав теоретический материал, ответить на вопросы.

1.Сформулировать закон электромагнитной индукции.

2.Как с помощью амперметра, вольтметра, ваттметра определить параметры катушки Z, R, X, L?

3.Какое включение катушек индуктивности называется согласным? Встречным?

4.Как по результатам опытов для последовательного соединения индуктивно связанных катушек при неизменном напряжении определить характер их включения (согласное или встречное)? А при неизменном во всех опытах токе?

5.Какие зажимы катушек называются одноименными? Как их определить экспериментально?

6.Как опытным путем определить взаимную индуктивность?

Программа работы

Таблица 4.1

1. Открыть файл LW4 и извлечь из поля вспомогательных компонентов Favorites (у левого края нижней строки меню) подсхему (Subcircuit) wattmeter. Собрать остальную часть схемы, показанной

28

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

на рис. 4.2, а. После сборки схемы необходимо сделать два щелчка левой кнопкой мыши, когда курсор находится на изображении катушек индуктивности, после чего щелкнуть левой кнопкой на Edit и задать параметры катушек в соответствии с номером своего варианта, согласно табл. 4.1.

2. Определение параметров каждой из катушек по методу амперметра, вольтметра и ваттметра. С помощью схемы рис. 4.2, а можно определить параметры первой катушки. А для определения параметров второй катушки нужно подключить ее выводы к зажимам ab левой части схемы вместо выводов первой (рис. 4.2, б). Показания приборов и результаты вычисления параметров внести в табл. 4.2.

Таблица 4.2

3.Исследование цепи, состоящей из последовательно соединенных катушек при встречном (рис. 4.2, в) и согласном (рис. 4.2, г) включении. Результаты внести в табл. 4.3.

Указание. Опыт при отсутствии индуктивной связи не проводится.

4.По данным табл. 4.2 определить сопротивление взаимной ин-

дукции.

5.Построение векторных диаграмм для последовательного соединения катушек при согласном и встречном включении. Расчетные данные для построения диаграмм внести в табл. 4.3.

Таблица 4.3

Указания.

А. Величины R, X для каждой из катушек брать из табл. 4.2.

29

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

Б. На диаграмме показать напряжения на зажимах каждой из катушек и входное напряжение, определить их величины, внести данные в табл. 4.4 и сравнить с результатами измерений (табл. 4.3).

Таблица 4.4

6. Исследование цепи с параллельным соединением катушек при встречном (рис. 4.1, д) и согласном (рис. 4.1, е) включении. Показания приборов внести в табл. 4.5.

Таблица 4.5

Указание. Опыт при отсутствии индуктивной связи не проводится. 7. Построение топографических диаграмм напряжений и лучевых диаграмм токов для параллельного соединения катушек при согласном и встречном включении. Расчетные данные для построения диаграмм

внести в табл. 4.6.

Таблица 4.6

Указание. Построения следует начинать с лучевой диаграммы токов. При этом, если первым отложить вектор тока в ветви с большим

30