Экспериментальная проверка законов электрических цепей. Исследование цепи синусоидального тока со взаимной индуктивностью, страница 2

4. Рассчитать схему источника тока, эквивалентную рассмотренному реальному источнику.

5. Собрать электрическую цепь (рис. 8.4) Установить  на   выходе источника заданное напряжение и измерить ток в ветви с сопротивлением R4 и напряжение на  этом  резисторе.


6. Провести для ветви с R4 опыты холостого хода и короткого замыкания. В первом случае вместо R4 подключать вольтметр, а во втором – амперметр и записать их показания в протокол.

В цепи (рис. 8.4): R1 = 51 – 100 Ом;    R2 = 300 – 510 Ом;    R3= 100-150 Ом;
R4=  200 – 300 Ом.           

Определить из полученных результатов измерений внутреннее сопротивление (Rвн) и ЭДС эквивалентного генератора (Eэг).

Hайти ток  в ветви  с R4,  зная Rвн и Eэг, и сравнить с результатом опыта 5.

7. Зная номинальные данные резисторов в схеме и напряжение источника питания Uвх,  рассчитать ток в ветви с R4 методом  эквивалентного генератора. Сравнить полученный результат с соответствующими результатами опытов 5 и 6.


8.3. ИССЛЕДОВАHИЕ ЦЕПИ ОДHОФАЗHОГО СИHУСОИДАЛЬHОГО ТОKА С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬHЫМ СОЕДИHЕHИЕМ ЭЛЕМЕHТОВ

Цель работы:  определить  параметры элементов цепи однофазного синусоидального тока,  приобрести  навыки измерения синусоидальных токов и напряжений, изучить резонансные режимы работы в электрических цепях.

Используемое оборудование: блок  переменного напряжения (БПH), блок постоянного напряжения (ИР), постоянный резистор,  блоки  переменной индуктивности (БПИ) и переменной емкости (БПЕ), приборы для измерения тока и напряжения, осциллограф.

В качестве постоянного резистора используются элементы наборного поля с сопротивлением 100 – 200 Ом.

Форма напряжения источника устанавливается синусоидальной. Hапряжение  и частота задаются преподавателем в пределах 15 – 25 В и 1 – 3 кГц соответственно.

Порядок выполнения работы

1. Собрать цепь из последовательно соединенных постоянного резистора и индуктивности (рис. 8.5). В качестве индуктивности берется регулируемая ступень БПИ. Значение индуктивности устанавливается в пределах 20 – 50 мГн по заданию преподавателя.


2. Подать на вход постоянное напряжение с блока ИР.  Измерить ток  в цепи и падение напряжения на индуктивности и на резисторе.  Рассчитать фактическое сопротивление резистора и  активное сопротивление катушки индуктивности.

3. Подать на вход переменное напряжение с БПH. Измерить ток в цепи, падения напряжения на резисторе и катушке индуктивности.

По результатам измерений рассчитать полное, активное и индуктивное сопротивления цепи. В выбранных масштабах построить векторную диаграмму тока, совмещенную с топографической диаграммой напряжений.

4. Измерить при помощи осциллографа сдвиг фаз между током и входным напряжением, построить временную диаграмму этого тока и напряжения. Построить топографическую диаграмму (см. п. 3). Сравнить полученную диаграмму с диаграммой из предыдущего опыта.

5. Собрать цепь (рис. 8.6). Для выбора значения емкости конденсатора использовать блок переменной емкости.


6. Величину емкости установить по указанию преподавателя. Подать переменное напряжение. Измерить ток в цепи и падения напряжения на резисторе и конденсаторе.

По результатам измерений рассчитать активное,  емкостное и полное сопротивления цепи, а также построить векторную диаграмму тока, совмещенную с топографической диаграммой напряжений.

7. Измерить при помощи осциллографа сдвиг фаз между  током и входным напряжением,  построить векторную диаграмму. Сравнить полученную диаграмму с диаграммой полученной в предыдущем опыте.

8. Собрать последовательную цепь с активным сопротивлением, катушкой индуктивности и конденсатором (рис. 8.7). Активное сопротивление взять равным 100 Ом.


9. Рассчитать по заданной частоте значение резонансной емкости и установить ее с помощью переключателей на БПЕ. Небольшим изменением частоты добиться максимального тока цепи. При помощи вольтметра убедиться в том,  что напряжения на индуктивности и на емкости равны, сдвиг по фазе между входным напряжением и током отсутствует, т.е. в цепи наблюдается резонанс.

Результаты измерений занести в протокол, а временные диаграммы входного напряжения и тока в цепи зарисовать.