20524

Исследование электрической цепи переменного тока при последовательном соединении

Лабораторная работа

Физика

Исследование электрической цепи переменного тока при последовательном соединении. Проверить практически и уяснить какие физические явления происходят в цепи переменного тока. Теоретическое обоснование: При подведении к зажимам последовательно соединённых активного сопротивления R индуктивности L и ёмкости C синусоидального напряжения U=UMsinWt и тока I=IMsinWtU. Действующее значение тока в цепи можно найти по закону Ома: где полное сопротивление цепи.

Русский

2013-07-31

98.5 KB

7 чел.

Лабораторная работа № 7.

Исследование электрической цепи переменного тока при последовательном соединении.

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=UMsinWt и тока I=IMsin(Wt-U). Сдвиг фаз между напряжением и током определяется по формуле  , где XL=2fL, - 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 X L=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 I и 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=2fL

Определяем индуктивность катушки .

Оборудование:

  1.  Блок питания.
  2.  Стенд для измерения активного и реактивного сопротивлений.
  3.  Щит приборный №1.


Ход работы:

  1.  Подключить блок питания к стенду.
  2.  Собрать схему, подключив приборы, соединительными проводами.
  3.  Включив тумблер на стенде, подаём напряжение на схему.
  4.  Ставим перемычку на дроссель, замеряем напряжение на резисторе и конденсаторе.
  5.  Ставим перемычку на конденсатор, замеряем напряжение на резисторе и дросселе.
  6.  Замеряем напряжение в схеме при последовательном соединении резистора конденсатора и дросселя, на каждом элементе.
  7.  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:

  1.  Сдвиг фаз между током и напряжением зависит от наличия в ней индуктивного и ёмкостного сопротивления.
  2.  В цепи переменного тока полное сопротивление можно рассчитать, из треугольников сопротивлений, по формулам: ; ; .
  3.  Зная ёмкостное и индуктивное сопротивления, частоту тока и силу тока ёмкость и индуктивность можно определить по формулам:  ; .

  1.  

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

23040. Операційні підсилювачі (негативний зворотний зв`язок) 68.5 KB
  Вступ Операційний підсилювач це диференційний підсилювач постійного струму який в ідеалі має нескінченний коефіцієнт підсилення за напругою і нульову вихідну напругу за відсутністю сигналу на вході великий вхідний опір і малий вихідний а також необмежену смугу частот сигналів що підсилюються. Мета роботи ознайомитись із властивостями операційних підсилювачів опанувати способи підсилення електричних сигналів в ОП охопленому негативним зворотним зв`язком та способи виконання математичних операцій за допомогою ОП. Операційні...
23041. Пасивні RC-фільтри 129.5 KB
  Пасивний чотириполюсник не містить у собі джерела енергії; потужність що виділяється в елементі кола підключеного до виходу чотириполюсника менше потужності що споживається від джерела сигналу підключеного до входу чотириполюсника; на виході такого чотириполюсника ніколи не буває гармонік яких би не було у поданому на його вхід сигналі якщо цей чотириполюсника створений на базі лінійних елементів. Функцію перетворення будьякого чотириполюсника можна подати кількома варіантами в залежності від способу впливу...
23042. Напівпровідникові діоди. Вольт-амперна характеристика (ВАХ) 83.5 KB
  Вольтамперна характеристика ВАХ це залежність величини струму ІД крізь pn перехід діода від величини і полярності напруги UД прикладеної до діода. Виконання роботи передбачає використання осцилографа як характериографа з метою одержання на екрані двоканального осцилографа зображення ВАХ діода а також побудову ВАХ шляхом вимірювання деякої кількості величин струму ІД що відповідають певним величинам та полярності напруги UД і представленням результату у вигляді графіка. Залежність струму крізь діод від прикладеної до...
23043. Транзистори 88 KB
  Вихідна вольтамперна характеристика ВАХ біполярного транзистора це залежність величини струму колектора ІК від напруги між колектором та емітером UКЕ при певному струмі бази ІБ або напруги між базою та емітером UБЕ . Вихідна вольтамперна характеристика ВАХ польового транзистора це залежність величини струму стока ІС від напруги між стоком та витоком UСВ при певній напрузі між затвором та витоком UЗВ . Виконання роботи передбачає використання осцилографа як характериографа з метою одержання на екрані двоканального...
23044. ПІДСИЛЮВАЧІ НА ТРАНЗИСТОРАХ 103 KB
  Він є лише керувальним пристроєм а збільшення потужності сигналу відбувається за рахунок зовнішнього джерела напруги струмом в колі якого й керує транзистор. Характер зміни вхідного сигналу повинен передаватися на вихід без помітних спотворень. Кажуть що має місце інверсія фази сигналу. Як випливає з рівняння ЕберсаМола [1] імпеданс для малого сигналу з боку емітера при фіксованій напрузі на базі дорівнює rе = kT еIк 5 де k стала Больцмана Т абсолютна температура е заряд електрона Iк струм колектора.
23045. Дешифратори та мультиплексори 1.3 MB
  Це здійснюється аналогічно заданню параметрів елементів схеми за допомогою редактора пробних сигналів Stimulus Editor. Це робиться аналогічно заданню мітки вузла схеми причому в описі шини слід перерахувати через кому мітки усіх вузлів що входять у шину Альтернативна можливість полягає у використанні конструкцій типу BUS[1n] де BUS імя шини BUS[1]BUS[n] відповідні мітки вузлів. Пакет OrCAD дозволяє провести суто цифрове моделювання для даного вузла схеми якщо до цього вузла підєднані лише цифрові входи та виходи. Зазначимо що...
23046. Тригери 1.45 MB
  1 зображено схему найпростішого RSтригера на елементах 2ІНЕ серії 74 із зворотнім звязком. Встановлення тригера в 10 відбувається при подачі нуля на NSNR при цьому протилежний вхід повинен бути встановлений в одиницю. Подача двох нулів є забороненою комбінацією при якій стан тригера буде невизначеним. Для даної схеми тригера доцільно у початковий момент встановити режим зберігання інформації потім у деякий момент подати імпульс встановлення 1 потім імпульс встановлення 0 після цього знову використати режим зберігання і нарешті...
23047. Регістри та лічильники 1.83 MB
  Виведіть графік залежності вхідних Reset Shift Info та вихідних Q0Q2 цифрових сигналів регістра від часу та поясніть ці залежності. Виведіть відповідні графіки для вхідних та вихідних сигналів та поясніть ці залежності. Джерела пробних сигналів підберіть таким чином щоб регістр послідовно виконав операції: а паралельного запису числа 0101; б перетворення цього числа на послідовний код; в послідовного запису числа 1010; Проведіть моделювання для цієї схеми. Виведіть відповідні графіки для вхідних та вихідних сигналів та поясніть ці...
23048. Імпульсні цифрові схеми 2.62 MB
  Формувачі імпульсів. 1 зображено схему формувача імпульсів на логічних елементах ІНЕ. 1 Недоліком цієї схеми є те що для формування імпульсів досить великої тривалості потрібно використати велику кількість логічних елементв. 2 Для формування імпульсів з синусоїдальної напруги часто застосовується тригер Шмітта рис.