Лабораторная микроклимат. Лабораторная 3. Лабораторная работа 3 по дисциплине Электротехника 3 Исполнитель
![]()
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» _____________________________________________________________ ![]() Инженерная школа новых производственных технологий КОНДЕНСАТОР И КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ В ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА _________________________ Лабораторная работа № 3 по дисциплине: Электротехника 1.3
Томск – 2022 РАБОТА 3 КОНДЕНСАТОР И КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ В ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА Цель работы. Научиться определять параметры конденсатора и катушки индуктивности с помощью амперметра, вольтметра и фазометра, строить векторные диаграммы, а также проверить выполнение законов Кирхгофа в цепи синусоидального тока. Пояснения к работе Реальный конденсатор в отличие от идеального обладает некоторыми тепловыми потерями энергии из-за несовершенства изоляции (проводимость g). В расчетах электрических цепей конденсатор представляют обычно параллельной схемой замещения. На рис.3.1 схема замещения конденсатора обведена пунктиром. Параметры g и С можно экспериментально определить по показаниям амперметра I, вольтметра U и фазометра j следующим образом. Сначала найти по закону Ома полную проводимость конденсатора ![]() ![]() ![]() ![]() Напряжение на конденсаторе отстает по фазе от тока, с учетом потерь в изоляции угол сдвига фаз: ![]() Угол потерь, характеризующий несовершенную изоляцию конденсатора, равен ![]() ![]() Реальная катушка индуктивности также обладает тепловыми потерями в отличие от идеальной катушки. Эквивалентную схему замещения такой катушки обычно представляют в виде последовательного соединения элементов R и L. На рис.3.2 схема замещения катушки индуктивности обведена пунктиром. Эти параметры можно экспериментально определить по показаниям вышеупомянутых приборов, воспользовавшись формулами: ![]() ![]() ![]() ![]() Напряжение в катушке индуктивности опережает ток по фазе, с учетом потерь в сопротивлении R угол сдвига фаз: ![]() Тангенсом этого угла оценивается добротность катушки: ![]() Подготовка к работе Какие физические явления отражают в схеме замещения конденсатора элементы g, C, а в схеме замещения катушки индуктивности – элементы R, L? Что такое активная, емкостная, индуктивная, реактивная, полная проводимости? Как они связаны между собой? Что такое активное, емкостное, индуктивное, реактивное, полное сопротивления? Как они связаны между собой? В каких пределах может изменяться угол сдвига фаз напряжения и тока на входе пассивного двухполюсника? Записать уравнение по первому закону Кирхгофа для схемы рис. 3.1 и уравнение по второму закону Кирхгофа для схемы рис. 3.2 как для мгновенных, так и для комплексных значений токов и напряжений. ![]() Здесь ![]() R – активное сопротивление проводника катушки индуктивности. 3а. ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНО-ЕМКОСТНОЙ ЦЕПИ Схема электрической цепи Собрать цепь по схеме рис. 3.1 с параметрами согласно варианту, указанному преподавателем (табл. 3.1). Таблица 3.1
Установить необходимые частоту и напряжение источника и записать показания приборов и параметры схемы в табл. 3.2 (величину сопротивления R1 уточнить измерением омметром). Таблица 3.2
Ток ![]() ![]() Выбрать масштабы векторов напряжения и токов. Принять начальную фазу входного напряжения равной нулю: ![]() ![]() ![]() Построить вектора ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Подсчитать параметры конденсатора g и C. Результаты этих вычислений внести в табл. 3.2, причем ![]() ![]() Проверить в комплексной форме выполнение первого закона Кирхгофа: ![]() ![]() ![]() 3а. ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНО-ИНДУКТИВНОЙ ЦЕПИ Схема электрической цепи Собрать электрическую цепь по схеме, показанной на рис. 3.2 с параметрами, соответствующими варианту из табл. 3.1, который указан преподавателем. Установить требуемые значения U и f . Параметры цепи и показания приборов записать в табл. 3.3 (величину сопротивления R2 уточнить измерением омметром). Таблица 3.3
Напряжение ![]() ![]() Выбрать масштабы векторов напряжения и токов. Принять начальную фазу входного тока равной нулю: ![]() ![]() ![]() Построить вектора ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Вычислить параметры катушки RL, L. Найденные величины сравнить со значениями, установленными в схеме. Результаты вычислений внести в табл. 3.3, причем ![]() ![]() Проверить в комплексной форме выполнение второго закона Кирхгофа: ![]() ![]() ![]() Сделать общие выводы по работе. |