Электротехника \ Электротехника и электроника

Определение на опыте отношения между проводимостями отдельных ветвей и токами в них, между активными и реактивными мощностями

Страницы работы

7 страниц (Word-файл)

Скачать файл

Фрагмент текста работы

СОДЕРЖАНИЕ

1. Цель работы 2

2. Приборы и оборудование 2

3. Техника безопасности 2

4. Порядок выполнения работы 2

5. Содержание отчета 5

6. Контрольные вопросы 5

7. Рекомендуема литература 5

Приложение 1. Теоретические сведения 6

Приложение 2. Задание для домашней подготовки к работе 8

АКВТ.090108.ЛР28.0011

изм

лист

№ докум.

подпись

дата

выполнил

Параллельное соединение

R,L,C. Резонанс токов

литера.

лист.

листов

проверил

Гр

УТВ.

Н.контр.

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.1 Исследовать резонанс токов.

1.2 Определить на опыте отношения между проводимостями отдельных ветвей и токами в них, между активными и реактивными мощностями.

1.3 Построить векторные диаграммы.

2. ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

Таблица1

№ п/п	Наименование прибора	Усл. обозначение	Тип	Завод. номер	Измерительная схема		Класс точности	Род тока	Пределы измерений	Цена деления
№ п/п	Наименование прибора	Усл. обозначение	Тип	Завод. номер	Назв.	Усл. обозн.	Класс точности	Род тока	Пределы измерений	Цена деления
1	Амперметр	PA
2	Амперметр	PA1
3	Амперметр	PA2
4	Вольтметр	PV
5	Ваттметр	PW
6	Лаб.стенд

З. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

3.1.Убедитесь в исправности клемм приборов и надёжности изоляции соединительных проводов.

3.2. Сборку схемы и переключения в схеме производить только при отключенном стенде.

3.3. Стенд включать только с разрешения преподавателя.

3.4. При сборке схем использовать только соединительные провода с исправной изоляцией.

3.5. По окончании работы отключить цепь от сети, показать преподавателю результаты измерений и вычислений для проверки, привести рабочее место в порядок.

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

4.1. Измерение напряжения на зажимах цепи U , токов в ветвях I1,I2 и в цепи I, активной мощности в первой ветви P1.

4.1.2.Собрать электрическую цепь (рис.1) и показать её преподавателю для проверки.

Рис.1

АКВТ.090108.ЛР28.0011

лист

изм

лист

№ докум.

подпись

дата.

4 .1.3. Начертить схему замещения электрической цепи.

4.1.4. Включить во вторую ветвь цепи ёмкость С=60мкф (выключатели SА2,SА3 замкнуты), включить стенд, изменяя положение сердечника катушки, добиться такого его положения, при котором наблюдался бы резонанс токов (показания амперметра РА будут самыми наименьшими) и снять показания вольтметра РVамперметров РА, РA1, РА2, ваттметра РW1.

Показания приборов записать в таблицу2.

Таблица2

Измерено

Вычислено

№

П/П

Cosφ

XLk

Вт

град

Ом

см

4.1.5. По данным опыта рассчитать:

Сопротивления:

RK=P1/I1²; Z1=U/I1; XLK=XL= Z1²-RK²;

Проводимости:

g1=RK/Z1² , BL=XLK/Z1², BC=1/XC=I2/U;

Токи:

Ia1=U*g1, IL=U*BL , cosφ=g/y , tgφ=(BL-BC)/g, φ=arctφ;

Данные расчёта записать в таблицу 2.

4.1.6.Оставив положение сердечника катушки индуктивности ,будем изменять только ёмкость второй ветви скачком С1=10мкф(выключатели SA2,SA3- разомкнуты),С2=20мкф (выключатели SA2,SA3-разомкнуты,выключатель,соответствующий ёмкости 10мкф у переменной ёмкости включён),С3=30мкф(выключатели SA2,SA3-разомкнуты,а два выключателя соответствующие ёмкостям по 10 мкф у переменной ёмкости, включены). Для каждого значёния ёмкости снять показания приборов РV, РА,РА1,PA2,PW1.

4.1.7. По данным опытов рассчитать Вс, Iа,IL , cosφ, φ,помня что Rк, ХLK,Z1в опыте не изменились . Результаты измерений и расчёта записать в таблицу 2.

4.1 8. Не изменяя положение сердечника катушки индуктивности изменить ёмкость:

C5=70мкф(SA2,SA3- включены и выключатель,соответствующий 10мкф переменной ёмкости включён C6=80мкф (два выключателя по10мкф у переменной ёмкости включены),С7=90мкф

(Дополнительно включены выключатели 4мкф,4мкф,2мкф),снять показания приборов

PV,PA,PA1,PA2,PW1 и вновь сделать расчёт ВС,cosφ,φ.

4.1.9. Результаты измерений и расчёта записать в таблицу 2.

4.2. По результатам опытов и расчёта построить резонансные кривые:I=ƒ (Вс).

4.3. Построить векторные диаграммы для трёх различных режимов цепи: ВC<BL, ВC=BL,

ВC>BL.

4.4. По лабораторной работе сделать заключение относительно:

- условия возникновения резонанса токов;

- характер изменения резонансных кривых.

Выводы записать в отчёт.

АКВТ.090108.ЛР28.0011

лист

изм

лист

№ докум.

подпись

дата.

5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

5.1. Цель работы.

5.2. Приборы и оборудование.

5.3. Выполнение рабочего задания.

5.3.1. Наименование задания.

5.3.2.Схема электрической цепи.

5.3.3.Схема замещения электрической цепи.

5.3.4.Таблица результатов измерений и вычислений.

5.3.5.Основные расчетные формулы.

5.3.6.Графики и диаграммы.

5. Выводы по работе.

б. КОНТРОЛЬНЫЁ ВОПРОСЫ

6.1. Что называют резонансным током?

6.2. Каким образом можно достич резонанса токов?

6.3. Каковы характерные особенности проводимости цепи при резонансе токов?

6.4. Какой вид имеют резонансные кривые?

6.5. Запишите формулу волнового сопротивления и волновой проводимо сти цепи.

6.6. Запишите формулу добротности контура.

7. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

7. 1. Конспект лекций.

7.2. Евдокимов Ф.Е. “Теоретические основы электротехники”, М. “Высшая школа”, 1975.

9.9;9.11;9.12

АКВТ.090108.ЛР28.0011

лист

изм

лист

№ докум.

подпись

дата.

ПРИЛОЖЕНИЕ1

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

На рис.2 показана разветвленная цепь, содержащая катушку индуктивности и активное сопротивление, включенная в цепи переменного тока.

Резонансом токов называют режим работы разветвлённой электрической цепи, содержащей ветвь с индуктивностью и ветвь с ёмкостью рис.2, при котором разность фаз между напряжением на зажимах цепи и током в цепи равна нулю: φ=φU-φI=0

Активные проводимости ветвей определяется по формуле (1) и (2)

g1=R1/Z1² (1)

g2=R2/Z2² (2)

Реактивные проводимости ветвей расcчитываются по формуле (3) и (4)

BL=XL/Z1² (3)

BC=XC/Z2² (4)

При резонансе токов полная проводимость определяется по формуле (5)

y= (g1+g2)²+(BL-BC)² =g1+g2 (5)

Силы токов первой ветви можно найти по формуле (6)

I1+U*y1=U g1²+BL² (6)

Силы токов второй ветви можно найти по фор муле (7)

I1+U*y2=U g1²+BC² (7)

Вектор тока первой ветви можно представить как сумму двух составляющих активной и реактивной:

Ia1=U*g1 и IL=U*BL, которые сдвинуты по фазе между собой на угол 90º.

Аналогично для второй ветви:

Ia2=U*g2 и IС=U*Bс.

Сила токов в неразветвлённой части цепи при резонансе токов определяется по формуле

I= (Ia1+Ia2)²+(IL-IC)² = Ia1+Ia2 (8)

Резонанс токов наступает, когда частота вынужденных колебаний питающего генератора равна частоте собственных колебаний цепи. Для рассматриваемой цепи её определяют по формуле:

АКВТ.090108.ЛР28.0011

лист

изм

лист

№ докум.

подпись

дата.

ƒ·ƒ0= 1/2 LC (L/C)*R1² (L/C)-R2² (9)

Из анализа этой формулы следует, что резонанса можно добиться, изменяя частоту генератора, индуктивность катушки, емкость конденсатора или активные сопротивления. В лабораторной работе предстоит изменять ёмкость батареи конденсатора