Обработка результатов эксперимента

4.2.1. Определить сопротивления ветвей и всей цепи (рис. 19):

- полное сопротивление первой ветви;

- реактивное ёмкостное сопротивление второй ветви;

- полное сопротивление цепи.

4.2.2. Определить составляющую тока неразветвленной части цепи:

.

4.2.3. Определить проводимости первой ветви с индуктивной катушкой:

- полная проводимость первой ветви;

- активная проводимость первой ветви определяется при условии, что потери энергии в конденсаторах ничтожно малы и поэтому не учитываются, т.е. (I_a=I_1a);

- реактивная (индуктивная по характеру) проводимость первой ветви.

4.2.4. Определить активную и реактивную составляющие тока в первой ветви с катушкой:

,

.

4.2.5. Определить коэффициент мощности первой ветви из треугольника проводимостей:

.

4.2.6. Определить активное и реактивное сопротивление первой ветви:

;

;

.

4.2.7. Определить коэффициент мощности всей цепи:

,

где:

S=UI – полная мощность, потребляемая цепью.

4.2.8. Определить реактивную мощность, потребляемую цепью:

,

где:

- реактивная (емкостная) проводимость второй ветви.

Поскольку активное сопротивление второй ветви R₂ равно нулю, то для этого случая: .

Результаты вычислений, выполненные для трех вариантов работы цепи занести в таблицу 2.1.

Результаты эксперимента Таблица 2.1

Измерено

Вычислено

С

U

I

I1

I2

P

Z1

Z

XC

Ia

I1a

I1p

cosφ

сosφ1

R∑

X1

в2

Q

мкФ

В

А

А

А

Вт

Ом

Ом

Ом

А

Ом-1

Ом-1

Ом-1

А

А

Ом

Ом-1

Ом-1

ВАр

4.2.9. Построить векторные диаграммы для всех трех вариантов в работы цепи по результатам измерений и вычислений, приведенных в таблице 2.1.

I₁ и I₂ строятся относительно вектора напряжения U с учетом характера нагрузки в ветви, и углов сдвига φ₁ и φ₂. Вектор тока I определяется из векторной диаграммы.

Примечание: векторная диаграмма строится в удобном масштабе, который следует указать, например: , .

4.2.10. Сравнить построенные векторные диаграммы для трех режимов. Оценить по диаграмме влияние конденсаторов и изменения их емкости на режим работы цепи.

4.2.11. По векторным диаграммам проверить справедливость первого закона Кирхгофа для исследуемой цепи, сравнить полученную из векторной диаграммы величину тока в неразветвленной части цепи с измеренной амперметром (ток I в таблице 2.1).

4.2.12. На основе векторной диаграммы написать аналитические выражения мгновенных значений напряжений и токов цепи i, i₁,i₂ ( для второго варианта: C≠0 мкф).

4.2.13. Сделать вывод по работе.

Варианты исходных данных для экспериментов Таблица 2.2

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что понимается под мгновенным и действующим значением синусоидального напряжения и тока.

2. Какие процессы происходят в цепи с активным сопротивлением питаемой синусоидальным током.

3. Как определить максимальное и действующее значение синусоидального напряжения и тока.

4. О чем свидетельствует то обстоятельство, что в цепи с активным сопротивлением мгновенная мощность всегда положительна.

5. Каков сдвиг по фазе между напряжениями и током в цепи с индуктивностью.

6. Какие процессы происходят в цепи с последовательным соединением резистора, катушки и конденсатора.

7. Как определить полное сопротивление цепи при последовательном соединении элементов с параметрами R, L, C и при параллельном соединении ветвей.

8. В каких пределах может измениться угол фазного сдвига в цепи с последовательным соединением: R, L, C.

9. Как определить индуктивное сопротивление катушки и емкостное сопротивление конденсатора.

10. При каких условиях возникает резонанс напряжений и токов и чем они характеризуются.

11. Каков физический смысл активной, реактивной и полной мощности потребляемых электрической цепью.

12. Какую мощность цепи переменного тока измеряет ваттметр.

13. Какова методика построения векторной диаграммы для электрической цепи с последовательным и параллельным соединением элементов.

14. Как определить коэффициент мощности электрической цепи.

15. Почему стремятся повысить коэффициент мощности.

16. Как можно повысить коэффициент мощности.

17. Как перейти от треугольника напряжений к треугольнику сопротивлений и треугольнику мощностей.

18. Как определить проводимости параллельных ветрей цепи.

19. Как перейти от треугольника токов к треугольнику проводимостей и треугольнику мощностей.

III. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3. Исследование режима работы трёхфазной электрической цепи синусоидального тока при соединении приёмников энергии по схеме «звезда»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Исследования систематичных и несистематичных режимов работы трехфазной электрической цепи синусоидального тока при соединении приемников энергии по схеме «звезда».

Освоение методик расчета и построения векторных диаграмм трехфазной электрической цепи синусоидального тока при соединении приемников энергии по схеме «звезда».