Цель работы. Научиться измерять ток и напряжение в цепях переменного тока. Практически изучить явления, наблюдающиеся в последовательных цепях переменного тока.
Внимание: Во избежание поражения электрическим током и повреждения приборов рекомендуется схему включать через понижающий трансформатор
План работы.
1. Ознакомиться с работой и оборудованием на рабочем месте.
2. Выбрать амперметр по режиму резонанса напряжений.
3. Собрать цепь (рис. 9) и после проверки ее мастером подключить к источнику тока.
4. Измерить токи и напряжения при различных положениях рубильников P1 и Р2. Результаты измерений записать в таблицу.
5. Сделать необходимые вычисления и сравнить результаты.
6. Изменяя величину индуктивности или емкости, добиться резонанса напряжений.
7. Измерить ток в цепи и напряжение на участке в режиме резонанса напряжений.
8. Сравнить результаты и сделать выводы.
Пояснение к работе. Приступая к работе, обратить внимание на соотношения между напряжением сети и напряжениями на отдельных участках цепи в режиме резонанса, на конструкцию индуктивности и емкости и
|
|
Рис. 9. к практической работе 6.
выяснить, каким путем можно изменять их величину. Так как в режиме резонанса напряжений ток достигает наибольшей величины, то амперметр нужно выбирать исходя из этого режима; Оценив величину активного сопротивления, подсчитать приближенно значение тока в режиме резонанса напряжений.
При выполнении работы провести три цикла измерений:
1) цепь содержит одно активное сопротивление;
2) цепь содержит активное сопротивление и индуктивность;
3) в цепь включены все три сопротивления.
С помощью моста для измерения сопротивлений или иным способом определить активное сопротивление RK индуктивности. Замкнув рубильники Р1 и Р2 получить цепь с активным сопротивлением. Измерив ток и напряжение, вычислить величину этого сопротивления.
Разомкнув рубильник Р1, получить цепь с активным сопротивлением и индуктивностью. Измерив, ток и напряжение всей цепи, подсчитать полное сопротивление катушки, причем под активным сопротивлением цепи следует подразумевать сумму активного сопротивления R и активного сопротивления катушки RK. Кроме того, вычислить активную мощность Р2 и коэффициент мощности cos φ2. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу .
№ измерения | Измеряются | Вычисляются | ||||
I2 | U2 | z2 | ХL | соs φ2 | Р2 | |
а | в | ом | ом | - | вт | |
Разомкнув и второй рубильник, получить последовательную цепь с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью.
|
|
Обратить внимание на ток в цепи. Как он изменился после введения в цепь еще одного сопротивления? Записав новые значения тока и напряжения, определить полное сопротивление цепи в этом случае z3, результирующее реактивное сопротивление, величину емкостного сопротивления, cos φз и величину активной мощности Р3. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу.
№ измерения | Измеряются | Вычисляются | ||||||||||
Iрез | I3 | U3 | Uк | UС | UЕМ | z3 | Х | ХС | соsφ3 | Р3 | ХL | |
а | а | в | в | в | в | ом | ом | ом | - | вт | ом | |
Подсчитанное значение Хс окажется либо больше, либо меньше XL. В зависимости от этого решить вопрос, что нужно сделать для получения в цепи режима резонанса напряжений? Добиться его.
Записать значение тока цепи в этом случае, напряжение UEM, напряжения на индуктивном и емкостном сопротивлениях. Вычислить величины, указанные в таблице 11, и занести их туда. Сравнить ток I2 с током I3. Почему I2<I3, хотя в последнем случае в цепь добавлено еще одно сопротивление? Чем объяснить, что cos φ3 >cos φ2? Почему Р3>Р2. Почему в режиме резонанса напряжение UEM≈0, a XL≈XC?
Чем объяснить, что в режиме резонанса напряжений ток Iрез больше токов в иных режимах, a cos φрез≈1?
Можно ли компенсировать сдвиг фаз, созданный индуктивной нагрузкой, включением последовательно с ней емкости соответствующей величины?
Дополнительный материал к работе.