Протокол измерений к лабораторной работе № 4

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 14Следующая ⇒

«Исследование цепи синусоидального тока»

Схема исследуемой электрической цепи представлена на рис. 1П.

Рис. 1П

Заданные параметры:

· напряжение В;

· частота Гц;

· индуктивности катушек мГн, мГн;

· емкость конденсатора мкФ;

Внутреннее сопротивление амперметров РА₂ и РА₃ Ом.

Первая часть работы

Результаты измерений представлены в табл. 1П.

Таблица 1П

U, В	U₁, В	U₂, В	I₁, мА	I₂, мА	I₃, мА	j, град	P, Вт

Предварительные расчеты

Активная мощность, потребляемая цепью:

= Вт.

Измеренная активная мощность из табл. 1П: P = Вт.

По данным табл. 1П полное сопротивление:

· цепи = Ом;

· участка 1 с напряжением U₁: = Ом;

· участка 2 с напряжением U₂: = Ом;

· ветви с током I₂: = Ом;

· ветви с током I₃: = Ом.

Вторая часть работы

Результаты измерений представлены в табл. 2П.

Таблица 2П

Участок 1

(U₂=0)

Участок 2

(U₁=0)

Ветвь I₂
(I₃= 0)

Ветвь I₃
(I₂= 0)

U, В

I, мА

j, град

U, В

I, мА

j, град

U, В

I, мА

j, град

U, В

I, мА

j, град

Предварительные расчеты

По данным табл. 2П комплексные сопротивления:

· участка 1: = Ом;

· участка 2: = Ом;

· ветви с током I₂: = Ом;

· ветви с током I₃: = Ом.

Сравните с результатами, полученными в части 1 работы.

Работу выполнили: _______________________________________

Работу проверил:_________________________________________

3. Содержание отчета

1. Нарисовать схему замещения исследуемой электрической цепи, указать величины параметров цепи.

2. По результатам измерений (табл. 1П протокола) построить в масштабах векторные диаграммы напряжения и тока.

3. Рассчитать токи и напряжения методом преобразований. При расчете из протокола наблюдений взять входное напряжение и комплексные сопротивления ветвей. Все расчеты проводить в комплексной форме. Сравнить результаты расчета с экспериментальными данными (табл. 1П).

4. Для исследуемой цепи записать в комплексной форме уравнения по законам Кирхгофа. Используя результаты, полученные в п. 3, проверить численно выполнение этих уравнений.

5. Записать уравнения баланса активных и реактивных мощностей. При составлении уравнений расчеты рекомендуется проводить в комплексной форме. Проверить выполнение баланса, используя результаты, полученные в п. 3.

Отчет по лабораторной работе № 4

«Исследование цепи синусоидального тока»

Схема замещения исследуемой электрическая цепи с принятыми положительными направлениями напряжений и токов ветвей представлена на рис. 1.

Рис. 1

Заданные величины: напряжение В; частота Гц.

Первая часть работы

Экспериментальные данные из протокола измерений представлены в табл. 1.

Таблица 1

U, В	U₁, В	U₂, В	I₁, мА	I₂, мА	I₃, мА	j, град	P, Вт

По результатам измерений (см. табл. 1) на рис. 2 построены векторные диаграммы напряжения и тока в масштабах: В/см; = мА/см.

Рис. 2

Расчет цепи в комплексной форме методом преобразования

Внимание. Расчетные формулы должны содержать буквенное и числовое содержание. Ответ – число с указанной размерностью.

=U = В.

Из протокола измерений показательная и алгебраическая формы записи комплексных сопротивлений ветвей имеет вид:

Ом, Ом, Ом,

Ом.

Входное комплексное сопротивление цепи:

Ом.

Входное комплексное сопротивление цепи (по данным табл. 1):

Ом.

Расчет комплексных действующих значений токов и напряжений ветвей (ответы должны быть представлены в показательной форме записи):

ток А.

Напряжения на участках 1 и 2:

В, В.

Токи:

А, В.

Рассчитанные действующие значения токов и напряжений ветвей (сравните с экспериментальными данными табл. 1.):

I₁= мА, I₂= мА, I₃= мА, U₁= В, U₂= В.

Проверка законов Кирхгофа в комплексной форме записи (для рассчитанных величин).
Первый закон Кирхгофа

В общем виде: ______________________________.

В цифровом выражении: ______________________________.

Второй закон Кирхгофа

В общем виде: ______________________________; ______________________________.

В цифровом выражении: ______________________________; ______________________________.

Расчет комплексной мощности источника:

= ВА, где

– сопряженное комплексное действующее значение тока ( ).

P_ист = Вт,

Q_ист = ВАр.

Расчет комплексной мощности нагрузок:

ВА.

P_н = Вт,

Q_н= ВАр.

Проверка баланса мощностей

В общем виде: ______________________________.

В цифровом выражении: ________________________________.

Рассчитанные и экспериментальные (из табл. 1) значения токов, напряжений, угла сдвига фаз j, мощности P_ист занесены в табл. 3.

Таблица 3

I₁, мА	I₂, мА	I₃, мА	U₁, В	U₂, В	j, град	P_ист, Вт	Примечания
							Расчет
							Из табл. 1

Мгновенные значения напряжения и тока:

u(wt) = В, i₁(wt) = А.

Работу выполнил: _____________________________________

Работу принял: _______________________________________

Лабораторная работа № 5
Исследование цепи синусоидального тока
с индуктивно связанными элементами

Целью работы является экспериментальное исследование цепи синусоидального тока, содержащей участки с индуктивно связанными элементами.

Общие сведения

На рис. 5.1 показан контур 1 с электрическим током . Магнитный поток, создаваемый этим током и сцепленный с этим контуром, называется потоком

самоиндукции

. Расчетная величина потокосцепление самоиндукции контура 1 или неразветвленной электрической цепи обозначается

. В линейной электрической цепи потокосцепление

, где

собственная индуктивность или просто индуктивность контура 1. При протекании переменного тока в окружающем контур или электрическую цепь пространстве создается переменный магнитный поток. В контуре индуцируется э. д. с. самоиндукции, а на зажимах цепи возникает напряжение самоиндукции

Рис. 5.1

Если часть магнитного потока индуктивности L₁ сцепляется с витками контура 2, в нем возникает магнитный поток взаимной индукции . В линейной электрической цепи потокосцепление взаимной индукции определяется выражением , где взаимная индуктивность контуров 1 и 2.

При изменении магнитного потока взаимной индукции во втором контуре возникает э. д. с. взаимоиндукции. Напряжение взаимоиндукции

Напряжение на индуктивно связанных элементах электрической цепи определяются составляющими напряжений само- и взаимоиндукции. Если собственная индуктивность контура 2 , а напряжения на их зажимах и , то в установившемся режиме в комплексной форме записи получаем: