Законы Ома и Кирхгофа в символической форме.

Лабораторная работа №1.2

«Исследование RC и RL цепей»

Цель: изучение на практике цепей с активным и реактивным сопротивлениями.

Оборудование: макет, вольтметр переменного напряжения, генератор синусоидальных колебаний, элементы – 2 резистора, конденсатор, катушка индуктивности (номиналы указываются преподавателем).

Задания и варианты:

Подготовка к работе

Заполнила данными таблицу, использовал данные вариантам 2:

	L, мГН	C, мкФ	F, кГЦ	R, Ом	X(l), Ом	X(c), Ом	Z,Ом	I,мА	U(r),В	U(l),В	U(c),В
Схема 1	0,5		30	200	157		254,26	0,002	0,4	0,31
Схема 2		0,1	10	510		0,031	510	0,001	0,51		0,2

Проведение исследований

1) Собрала схему:

2) Выставила напряжение на выходе генератора 1В.

Измерила напряжение на реактивном сопротивлении. Поменяла местами элементы. Измерила напряжение на активном сопротивлении.

3) По формуле I=U/R рассчитала ток в цепи, заполнилаа таблицу.

	L,мГН	C,мкФ	F,кГЦ	R, Ом	X(l),Ом	X(c),Ом	Z,Ом	I,мА	U(r),В	U(l),В	U(c),В
Схема 1	0,5		30	200	157		254,26	0,002	0,3	0,31
Схема 2		0,1	10	510		0,031	510	0,001	0,51		0,2

4) Сравнила результаты двух вычислений. Значения одинаковы.

Контрольные вопросы

Активная и реактивная нагрузки в цепях переменного тока. Энергетические процессы.

Активная составляющая потребляемой любой нагрузкой мощности электрического тока совершает полезную работу и трансформируется в нужные нам виды энергии (тепловую, световую, звуковую и т.п.).

Реактивная составляющая электрического тока возникает только в цепях, содержащих реактивные элементы (индуктивности и ёмкости) и расходуется обычно на бесполезный нагрев проводников, из которых составлена эта цепь.

Векторные диаграммы. Сложение синусоидальных величин с помощью векторных диаграмм.

Векторные диаграммы — метод графического расчета напряжений и токов в цепях переменного тока, в которых переменные напряжения и токи символически (условно) изображаются с помощью векторов.

Для сложения двух синусоидальных величин с помощью синусоид необходимо сложить их ординаты в каждый момент времени.

Для того, чтобы сложить две величины с помощью векторов, необходимо к концу первого вектора добавить второй, не изменяя его величины и направления. Соединив начало первого вектора с концом второго, получим суммарный вектор.

Пояснить физический смысл расчетных величин Х(L), и Х(C). Почему Х(L), и Х(C) частоты?

При прохождении переменного тока через реактивные элементы возникает реактивное сопротивление. Оно обусловлено в первую очередь ёмкостями и индуктивностями.

Индуктивностью в цепи переменного тока обладает катушка индуктивности, причём в идеальном случае, активным сопротивлением её обмотки пренебрегают. Реактивное сопротивление катушки переменному току создаётся благодаря её ЭДС самоиндукции. Причем с ростом частоты тока, сопротивление также растёт.

Реактивное сопротивление катушки зависит от частоты тока и индуктивности катушки

Конденсатор обладает реактивным сопротивлением благодаря своей ёмкости. Его сопротивление с увеличением частоты тока уменьшается, что позволяет его активно использовать в электронике в качестве шунта переменной составляющей тока.

4) В какие части периода изменения напряжения U(C)=Umsin(wt) конденсатор, включенный в цепь, является потребителем электрической энергии, а в какие — источником?

В момент, когда двигается в положительном оси Y направлении происходит зарядка, в отрицательный сам конденсатор становится источником (Возможный обратный процесс в зависимости от приведенной схемы).