Лабораторная работа №1. Исследование последовательных цепей переменного тока

Лабораторная работа №1. Исследование последовательных цепей переменного тока. Состав бригады __________________ __________________ __________________ Оборудование: Источник переменного напряжения, авометр, катушка дроссельная ( L=1,1 Гн), сопротивления на панели ( R= 62 Ом, 360 Ом), конденсаторы на панели ( C=1 мкФ, 1 мкФ, 4,7 мкФ), выключатель соединительные провода. Цель работы: 1. Доказать, что общее напряжение в последовательной цепи переменного тока определяется геометрической суммой напряжений на отдельных участках цепи с учетом сдвига фаз между ними, а не арифметической суммой напряжений на этих участках, как в последовательных цепях постоянного тока. 2. Проверить правильность расчетной формулы для общего сопротивления Z последовательной цепи переменного тока. 3. Убедиться в зависимости сдвига фазы φ колебаний тока и напряжения от параметров цепи переменного тока. Теоретическое обоснование: При последовательном соединении активного сопротивления, катушки и конденсатора в цепи переменного тока общее напряжение источника тока не равно сумме напряжений на отдельных ее участках из-за разности фаз, возникающей между токами и напряжениями на отдельных элементах цепи. В силу выполнения условия квазистационарности, ток в неразветвленной цепи одинаков на любом участке в каждый отдельно взятый момент времени, а напряжения на этих участках могут иметь сдвиги фаз относительно тока в сторону опережения или отставания, в зависимости от того, какой элемент располагается на этом участке цепи. При этом и ток, и напряжение имеют одинаковую частоту колебаний ν=ω/2π=50 Гц. Если элемент цепи – сопротивление, то сдвига фаз между колебаниями тока I и напряжения UR нет. В случае конденсатора напряжение UC отстает от тока по фазе на π/2. В случае катушки индуктивности напряжение UL опережает ток в цепи по фазе на π/2. Ч +π/2 -π/2 тобы найти сумму напряжений на всех элементах цепи в любой момент времени используют очень наглядный метод векторных диаграмм. Амплитуды напряжений на отдельных участках цепи представляют в виде векторов на плоскости, повернутых относительно оси Х на угол равный сдвигу фаз между данным напряжением и током в цепи. В качестве амплитуды результирующего напряжения Um берут амплитуду вектора равного геометрической сумме векторов амплитуд напряжений всех участков цепи. (1) Это выражение верно как для амплитуд, так и для действующих значений напряжений в цепи. Общее сопротивление Z цепи равно: (2) Рекомендуемая методика эксперимента: 1. Собираем цепь, показанную на рисунке, последовательно соединив резистор R=62 Ом, катушку L= 1,1 Гн, конденсатор С=4,7 мкФ. Осцилограф подключаем поочередно к двум элементам. Ключ не замыкаем, пока преподаватель не проверит правильность сборки. 2. Измеряем амплитуду напряжений на резисторе (UR), катушке (UL), конденсаторе (UС) и на зажимах источника питания (UИст) с помощью осцилографа. Заносим данные измерений и номиналы деталей в таблицу параметров. № опыта Параметры схемы UR, В UC, В UL, В UИст, В 1 R=62 Ом, С=4,7 мкФ, L= 1,1 Гн 2 R=360 Ом, С=6,7 мкФ, L= 1,1 Гн № опыта Сдвиг фазы φ= arctg(UL-UC)/UR Град U по формуле, В I= UR/R, А ZИзм=UИст/I Ом Z по формуле(2) Ом U=UR+UC+UL U~ U± 1 2 3. Меняем элементы в цепи и выполняем пункт 2 снова. Отключаем цепь от источника питания и приступаем к расчетам. 4. Рассчитываем сдвиг фаз между током и напряжением для двух различных наборов параметров цепи и проверяем экспериментально подключив осциллограф к активному сопротивлению и источнику тока. 5. Находим общее напряжение по формуле для цепи переменного тока и рассчитываем относительную ошибку измеренного и расчетного результата. 6. Рассчитываем напряжение по формуле для цепи постоянного тока и оцениваем с помощью относительной погрешности степень расхождения результатов. Убеждаемся в непригодности формулы U=UR+UC+UL. 7. Находим значение действующего тока в цепи по формуле: I=UR/R и значение общего сопротивления цепи ZИзм по формуле: ZИзм= UИст/I. 8. Рассчитываем значение общего сопротивления Z по формуле и оцениваем расхождение результатов с ZИзм, находя относительную погрешность. Выводы: ______________________________________________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________

Похожие:

	Тема учебного занятия: «Катушка индуктивности в цепи переменного тока» Цели и задачи учебного занятия: Учащиеся должны знать, как связаны между собой действующие значения силы тока и напряжения на катушке...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Фронтальная лабораторная работа №8 «Исследование зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах при постоянном сопротивлении....
	Практическая работа Тема: Резистор, конденсатор и катушка индуктивности в цепи переменного тока Оборудование: пк celeron 950, принтер Laser Shot lbp-1120, медиапроектор Panasonic		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Переменный ток (условия возникновения вынужденных эмк (электромагнитные колебания) Уравнение вынужденных Э. М. К., мощность цепи...
	Методическая разработка урока «Различные сопротивления в цепи переменного тока»		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Тема: «Лабораторная работа «Измерение работы и мощности тока в электрической лампочке»
	«История электроэнергетики» Методы и средства оптимизации энергопотребления в нерегулируемом промышленном электроприводе переменного тока. 267		Модульный урок. «Работа и мощность тока» Цель: Познакомиться с понятиями «Работа» и «Мощность» электрического тока. Научиться применять эти величины при решении задач
	Решение данной проблемы требует её декомпозиции на несколько взаимосвязанных локальных Контроль состояния подвесных изоляторов лэп переменного тока напряжением 110-750 кВ		Решение данной проблемы требует её декомпозиции на несколько взаимосвязанных локальных Контроль состояния подвесных изоляторов лэп переменного тока напряжением 110-750 кВ
	«Диагностика и энергоэффективное электрооборудование» Оглавление Вычисление, запись и анализ параметров переменного напряжения и тока, включая гармонические составляющие до 49 порядка, в однофазных...		Лабораторная работа № Лабораторная работа №1. Изучение основных возможностей программного продукта Яндекс. Сервер. Установка окружения, установка и настройка...
	Биология 7 класс Отдел Настоящие Грибы. Лабораторная работа №1 «Строение плесневого гриба мукора». Лабораторная работа №2 «Строение дрожжей»		Радикальное энергетическое совершенствование трансформаторов и электрических... Аэм. Рассматриваются методы и устройства их энергетического совершенствования на основе принципа циркуляции реактивной мощности и...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Сформировать понятия переменный электрический ток, как вынужденные электромагнитные колебания, индукционный генератор переменного...		Реферат «Полупроводниковый транзистор. Свойства и функции» Целью настоящей работы является знакомство с природой и свойствами электрического тока, элементами электрических цепей, полупроводниковыми...