Практическая работа № 3 (2 часа).
Тема: Исследование цепи переменного тока с параллельным соединением резистора и конденсатора.
Цель: приобретение навыков определения цепи переменного тока с параллельным соединением резистора и конденсатора.
Задача:
1. Изучить теоретические сведения.
2. В тетради для практических работ письменно ответить на контрольные вопросы.
Формируемые компетенции: ОК 2,3,6; ПК 1.1.
Материально - техническое оснащение: 1. Мультимедийный проектор;
2.Тетрадь для практических работ.
Литература и информационные источники:
1. С.А. Покотило, В.И. Панкратов Электротехника и электроника: учеб. пособие/С.А. Покотило, В.И. Панкратов.- 2-е изд., испр.- Ростов н/Д: Феникс, 2018. – 283 с.
2. А.В. Блохин Электротехника: Учебное пособие / Блохин А.В., - 2-е изд., стер. - М.:Флинта, 2018. - 184 с.: ISBN 978-5-9765-3621-0 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/966438
3. А.К. Славинский, Электротехника с основами электроники: Учебное пособие / А.К. Славинский, И.С. Туревский. - Москва: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2015. - 448 с.: https://znanium.com/catalog/product/494180
Теоретическая часть:
Если на вход электрической цепи с последовательно соединенными активным сопротивлением R, индуктивностью L и емкостью С (рис. 18) подается переменное синусоидальное напряжение.
Рис.1
Комплексное значение, которого
то по цепи будет протекать ток
комплексное значение, которого
Согласно второму закону Кирхгофа комплексная форма записи напряжения, подводимого к этой электрической цепи,
|
|
|
где 
- комплексные напряжения на участках цепи; 
индуктивное и емкостное напряжения; 
угловая частота; 
частота напряжения.
Если комплексы напряжений активного, индуктивного и ёмкостного участков цепи заменить произведениями комплексов тока и сопротивления, то уравнение проводимого к электрической цепи комплексного напряжения преобразуется в
или в уравнение, записанное в комплексной форме по закону Ома для всей цепи,
где 
полное комплексное сопротивление электрической цепи переменного тока.
Модуль полного комплексного сопротивления цепи переменного тока
а аргумент
представляет собой угол между векторами напряжения и тока, определяемых как разность начальных фаз:
С учетом того, что на резисторе Rсовпадает по фазе с током 
на индуктивности L напряжение опережает ток на угол 
а на емкости C напряжение отстает от тока на 
построенная векторная диаграмма для электрической цепи (см. рис. 1) выглядит как на рис. 2.
Рис. 2.
Взаимосвязь между действующими значениями тока и напряжения и полным сопротивлением цепи определяется соотношениями
где 
Из треугольника напряжений на векторной диаграмме (см. рис.2) можно получить треугольник сопротивлений (рис. 3) для рассматриваемой цепи, разделив стороны этого треугольника на комплексный ток I из которого следует, что
|
|
|
а также треугольник мощностей (рис. 4) умножив стороны треугольника сопротивлений на квадрат тока цепи I2.
Рис.3. Рис. 4.
Активная мощность цепи переменного тока
откуда 
Из треугольника мощностей можно взаимосвязь между активной P, поной Sи реактивной Qмощностями электрической цепи:
При этом реактивная составляющая полной мощности цепи находится как разность реактивной индуктивной QLи реактивной емкости QCсоставляющих:
Выражения для полной мощности цепи переменного тока в комплексной форме записываются в следующем виде:
или
где 
сопряженное значение комплексного тока 
Полученные выражения показывают, что угол сдвига фаз между током Iи напряжением Uпитающей сети зависит от характера сопротивлений, включенных в цепь переменного тока. При этом:
(характер нагрузки индуктивный);
(характер нагрузки емкостный).
Форма контроля: письменные ответы на вопросы.
Контрольные вопросы:
1. Потребляет ли конденсатор активную мощность?
2. Как влияет изменение емкости конденсатора на ток всей цепи?
|
|
|
3. Какая цепь является разветвленной?
4. Какова векторная диаграмма данной цепи?
5. Как повлияет на показания приборов увеличение емкости батареи конденсаторов?
6. Какие виды мощности выделяются в реальном конденсаторе и в чем они измеряются?
Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 383; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!