.
Лабораторная работа
Цель работы
1. Проверить практически и уяснить, какие физические явления происходят в цепи переменного тока.
2. Рассчитать параметры отдельных элементов электрической цепи.
3. Построить по опытным данным векторные диаграммы.
Теоретическое обоснование
При подведении к зажимам последовательно соединённых активного сопротивления R, индуктивности L и ёмкости C синусоидального напряжения U=UM
sinWt и тока I=IM
sin(Wt-U). Сдвиг фаз между напряжением и током определяется по формуле  , где XL
=2pfL,  - соответственно индуктивное и ёмкостное сопротивления.
Действующее значение тока в цепи можно найти по закону Ома:
где  - полное сопротивление цепи.
Если ХL
>XC
, то и U1
>U2
- ток в этом случае отстаёт от напряжения в сети. В случае XL
<XC
и U1
<U2
- ток опережает напряжение. Когда XL
=XC
, то U1
=U2
– ток и напряжение совпадают по фазе.
Для цепи с последовательным соединением резистора, индуктивной катушки и конденсатора по измерянным значениям напряжения UR
,UC
, UK
, U, тока Iи активной мощности Р можно определить параметры цепи. Сопротивление резистора  , ёмкостное сопротивление  . Определив ХС
и зная промышленную частоту тока f=50 Гц, можно найти мощность конденсатора 
Параметры катушки определяются из формулы XL
=2pfL
Определяем индуктивность катушки  .
Оборудование:
Блок питания.
Стенд для измерения активного и реактивного сопротивлений.
Щит приборный №1.
Ход работы
Подключить блок питания к стенду.
Собрать схему, подключив приборы, соединительными проводами.
Включив тумблер на стенде, подаём напряжение на схему.
Ставим перемычку на дроссель, замеряем напряжение на резисторе и конденсаторе.
Ставим перемычку на конденсатор, замеряем напряжение на резисторе и дросселе.
Замеряем напряжение в схеме при последовательном соединении резистора конденсатора и дросселя, на каждом элементе.
Результаты опытов занести в таблицу, схемы исследований
| Данные изменений |
Результаты измерений |
| I |
U1
|
U2
|
Uобщ
|
Xc
|
R |
Z |
| 0,44 |
210 |
22 |
211 |
50 |
477,3 |
480 |
 ;  ; 
| Данные изменений |
Результаты измерений |
| I |
U1
|
U2
|
Uобщ
|
XL
|
R |
Z |
| 0,42 |
210 |
632 |
666 |
1505 |
500 |
1586 |
 ;  ;  ;
| Данные изменений |
Результаты измерений |
| I |
U1
|
U2
|
U3
|
Uобщ
|
XL
|
XC
|
R |
Z |
C |
L |
| 1 |
200 |
50 |
150 |
224 |
150 |
50 |
200 |
224 |
0,16 |
0,48 |
  ;  ;  ;  ;  ;
 ; 
Вывод
С помощью данной лабораторной работы овладели навыками подключения простейших электрических схем для переменного тока (активное, ёмкостное, индуктивное и реактивное сопротивление), научились строить векторные диаграммы, пользоваться измерительными приборами.
Ответы на контрольные вопросы
Сдвиг фаз между током и напряжением зависит от наличия в ней индуктивного и ёмкостного сопротивления.
В цепи переменного тока полное сопротивление можно рассчитать, из треугольников сопротивлений, по формулам:  ;  ;  .
Зная ёмкостное и индуктивное сопротивления, частоту тока и силу тока ёмкость и индуктивность можно определить по формулам:  ;  .
|
