Программа и порядок выполнения работы

1. Исследовать простейшие электрические цепи переменного тока, имеющие резистор, катушку индуктивности или конденсатор.

а) Собрать электрическую цепь согласно схеме, представленной на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7

В данной электрической схеме использованы следующие электроизмерительные приборы:

- РА — амперметр Э365, 0÷1 А;

- PV — вольтметр Э365 , 0÷250 В;

- Pj — фазометр.

Резистор R, катушка индуктивности L, конденсатор переменной ёмкости С поочередно подключаются к электрической цепи в виде нагрузки для исследования.

б) При помощи лабораторного автотрансформатора (ЛАТр) установить на входе электрической цепи напряжение 50 В. Для каждого из подключенных в цепь нагрузочных элементов произвести измерения, результаты измерений занести в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

Входящие в таблицу данные имеют следующий смысл:

j— разность фаз между напряжением и током в цепи при данном виде нагрузки (активная, индуктивная, ёмкостная);

сosj — коэффициент мощности;

I, U — ток и напряжение в цепи.

в) По показаниям прибора определить:

S = U I, В×А — полную мощность электрической цепи;

Р = U I cosj, Вт — активную мощность;

Q=U I sinj, ВАр — реактивная мощность;

R — активное сопротивление цепи;

L — индуктивность цепи;

С — ёмкость цепи.

При расчете сопротивлений следует помнить, что

.

Результаты расчетов свести в таблицу 2.1.

Убедиться в следующем:

1) при активном сопротивлении нагрузки цепи напряжение и ток совпадают по фазе j = 0;

2) при индуктивной нагрузке ток в цепи отстает по фазе от напряжения. В идеальном случае, когда сопротивление катушки носит чисто индуктивный характер, j = 90°. Для реальной катушки j < 90°;

3) при ёмкостной нагрузке ток в цепи опережает по фазе напряжение. В идеальном случае, когда сопротивление конденсатора носит чисто ёмкостной характер, j = -90°;

4) при активном сопротивлении нагрузки цепи реактивная мощность Q = 0 и полная мощность цепи равна активной S = P;

5) при нагрузке в виде катушки индуктивности или конденсатора полная мощность цепи будет иметь как активную, так и реактивную составляющие:

.

По результатам исследований для каждой из рассмотренных электрических цепей построить векторные диаграммы напряжения и тока.