Порядок выполнения работы. 1. Исследование цепи при параллельном соединении приемников

1. Исследование цепи при параллельном соединении приемников.

1.1. Собрать рабочую схему рис.4.2.

1.2. Пользуясь 1-полюсными рубильниками Р₁, Р₂ и Р₃, включить в цепь сначала только катушку и, выдвигая сердечник, установить ток в ней 1,5 - 2 А.

Затем включить только ветвь с конденсаторной батареей, и, наконец, только реостат.

В каждом случае измерить напряжение U, ток I, потребляемую мощность Р и вычислить: полную S и реактивную Q мощности, коэффициент мощности сos j, активный I_a и реактивный I_p токи, активную g, реактивную b и полную у проводимости.

Результаты измерений и вычислений занести в табл. 4.1.

1.3. Включить попарно: а) реостат и катушку; б) реостат и ветвь с конденсаторной батареей (исследование провести при тех же значениях токов в них, что и в п.1.2, т.е. при тех же положениях сердечника и движка реостатов).

В каждом случае произвести измерения и вычисления тех же величин, что и в п.1.2.

Результаты измерений и вычислений занести в табл. 4.1.

1.4. По данным табл. 4.1 построить в масштабе векторные диаграммы цепи для случаев параллельного соединения: а) реостата и катушки; б) реостата и ветви с конденсаторной батареей. На векторных диаграммах показать все активные и реактивные составляющие токов.

Таблица 4.1

Результаты исследования цепи при параллельном соединении приемников

2. Исследование резонанса токов.

2.1. Включить параллельно катушку и ветвь с конденсаторной батареей (рис.4.2.). Выдвигая сердечник из катушки, постепенно уменьшать ее индуктивность. При этом будет изменяться как ток I₁ в цепи катушки, так и ток I в общей части цепи. Последний при равенстве проводимостей b_L и b_C (резонанс токов) достигает практически наименьшего значения. Более точно момент наступления резонанса можно определить по показаниям вольтметра V, ваттметра W и амперметра А. При резонансе токов cos j =1 и Р = UI. Для трёх положений сердечника (b_L > b_C, b_L = b_C и b_L< b_C) измерить U, I₁, I₂, Р и Р₂.

Результаты измерений занести в табл. 4.2.

Примечания: а) т. к. напряжение U практически неизменно, то мощность Р₂ ветви с конденсаторной батареей можно взять из табл.4.1;

б) активная мощность катушки определяется по формуле Р_I = Р - Р₂.

2.2. Для всех случаев измерений по п.2.1 вычислить следующие величины: P₁, I_a1, I_p1, I_a2, I_р2, g₁, g₂, b_L, b_C, cos j.

Результаты вычислений занести в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Результаты исследования резонанса токов

2.3. По данным табл. 4.2 построить векторные диаграммы и треугольники проводимостей цепи для трёх случаев: а) b_L > b_C; б) b_L= b_C; в) b_L< b_C.

Вопросы и задачи для самопроверки

3.1. Какие токи называют активными и реактивными?

3.2. Как определяются активная, реактивная и полная проводимости?

3.3. При каких условиях в электрических цепях возникает резонанс токов?

3.4. Как практически можно получить резонанс токов?

3.5. По каким признакам можно судить о наступлении резонанса токов?

3.6. Чему равняется реактивный ток в общей части цепи (например, в линии передачи) при резонансе токов?

3.7. Где используются на практике режимы, близкие к резонансу токов?

3.8. Реостат и катушка включены параллельно, при этом ток реостата

I_реост=2 А, активный и реактивный токи катушки соответственно равны I_ак=1 А и I_Lк =4 А. Определить ток в общей части цепи.

3.9. Реостат и конденсаторная батарея включены параллельно на напряжение сети U=130 В. Сопротивления реостата и конденсатора r = x_C = 100 Ом.

Определите ток в общей части цепи.

3.10. Определите емкость конденсаторной батареи, которую нужно подключить параллельно катушке п.1.2 (табл.5.1) для повышения cos j до 0.9 (j> 0).

Примечание. Ответы на вопросы 3.1-3.9 подготовить до начала лабораторных занятий, а ответ на вопрос 3.10 - при оформлении отчета о лабораторной работе.

Лабораторная работа 5

Исследование смешанного соединения в цепях синусоидального тока

Цель работы. Выявление основных свойств цепей синусоидального тока при смешанном соединении. Экспериментальная проверка расчета смешанного соединения, в основу которого положено использование метода проводимостей.