37735

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРАЗВТВЛЁННОЙ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПРИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ СОЕДИНЕНИИ R-L И R-C

Лабораторная работа

Физика

Цель: экспериментальная проверка основных теоретических соотношений в цепи переменного тока при последовательном включении активного и реактивного сопротивления.

Русский

2013-09-25

209.5 KB

1 чел.

Лабораторная работа № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ   НЕРАЗВТВЛЁННОЙ   ЦЕПИ

ПЕРЕМЕННОГО   ТОКА   ПРИ   ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ СОЕДИНЕНИИ   R-L   И   R-C

Выполнил:

ПО-222

УФА – 2007

Цель: экспериментальная проверка основных теоретических соотношений

     в цепи переменного тока при последовательном включении активного и

реактивного сопротивления.                 

   

   Лабораторная работа выполняется на стенде ЛСЭ-2 с использованием:

   Блока включения, состоящего из: а) вольтметра; б) автотрансформатора,   обеспечивающего напряжение 0..250 В.

  1.  Блока резисторов.
  2.  Блока индуктивностей.
  3.  Блока конденсаторов.
  4.  Блока «Коммутатор».
  5.  Блока «Фазометр».

Кроме приборов стенда используется:

  1.  Вольтметр.
  2.  Осциллограф.
  3.  Тестер в качестве амперметра.
  4.  Два вольтметра с пределом измерения до 100 В.
  5.  Соединительные провода.                     

                                                                        

                                                                                               

                                                                                              Таблица 2.1                                                           

Измеренные величины

U, В

UR, В

Uk, В

UC, В

I, А

P, Вт

(град.)

1

30

9,8

22,7

0,3

7,3

38

2

30

16,1

17,5

0,24

6,5

26

3

30

20

13,1

0,180

5,2

20

4

30

17

16,3

0,22

6

26

5

30

9,8

4,9

0,12

3,5

27

6

30

5,8

27,1

0,08

1,5

34

7

30

3

26,6

0,085

1,7

-53

8

30

8,2

22,6

0,085

1,8

-48

9

30

10,5

21,2

0,085

1,8

-42

10

30

5,8

26,7

0,09

1,1

-57

11

30

7,5

23,2

0,09

1,7

-48

12

30

8,6

19,8

0,09

1,4

-19

 

        i              R                                                    i              R       

 

                       UR                                                                UR 

     U                                                                  U                      UC          C

                                UC         L     

                                             

Таблица 2.2

Расчетные величины (для цепи R, C)

XC, Ом

C, Ф

Cos()

Q, ВАР

S, ВА

1

312.941

1.02*10-5

0.6

2.261

2,55

2

265,882

1.19*10-5

0.67

1,921

2,55

3

249.411

1.27*10-5

0.74

1.801

2,55

4

296.667

1.07*10-5

0.55

2.403

2,7

5

257.778

1.23*10-5

0.67

2.088

2,7

6

220

1.44*10-5

0.95

1.782

2,7

XC = UC/I = 26,6/0,85= 312.941Ом                             = 2**f  

Q = XC*I2 = UC*I                                                        f = 50 Гц  

S = U*I                                                                         = 2**50 = 314 рад/с

C = 1/XC* 

                                                                                                           Таблица 2.3

Расчетные величины(для цепи R, L)

Zk, Ом

R, Ом

Rk, Ом

Xk, Ом

Lk, Ом

Cos()

Q, ВАР

S, ВА

1

100

32.6

45,4

75.6

0.24

0.78

6,81

7,39  

2

125

67

44,25

72.9

0.23

0.89

4,2

7,63

3

166.6

111

43,38

72.7

0.23

0.93

2,35

4

136.4

77.3

44,396

74

0.23

0.89

3,58

5,179

5

250

81.6

140,9

40.8

0.13

0.89

0,58

1,541

6

375

72.5

238,75

338.7

1.07

0.83

2,17

Rk = UR/I

Xk = Uk/I

Lk =Xk/ 

Q = Xk*I2 = Uk*I

1)

 

U = 100*0.3 = 30 В

UL = 314*0.3*0.24 = 22,608 В

UR = 0.3*(32.6 + 45.4) = 23,4 В

R = R + RK = 32.6 + 45.4 = 78 Ом

XL = L = 314*0,24 = 75,36 Ом

z = (32.62 + 75.62)1/2 = 82.4 Ом

P = I2R = 32.6*0.32 = 2,934 Вт

Q = I2XL = 0,32*75.6 = 6,804 ВАР

S = (2,9342 + 6,8042)1/2 =7,39  ВА

2)

U = 67*0,24 = 16,08 В

UL = 314*0,24*0,23 = 17,33 В

UR = 0,24*(67 + 44,25) = 26,7 В

R = R+RK = 111,25 Ом

XL = L = 314*0,23 = 72,22 Ом

z = (111.252 + 72.222)1/2 = 132.3Ом

P = I2R = 111.25*0.242 = 6,408 Вт

Q = I2XL = 0,242*72,22 = 4,15 ВАР

S = (6,4082 + 4,152)1/2 =7,63 ВА

3)

U = 136,4*0,22 = 30,008 В

UL = 314*0,22 *0,23 = 15,888В

UR = 0,22*(77,3+44,369) = 26,767В

R = R + RK = 77,3+44,369= 121,669 Ом

XL = L = 314*0,23 = 72,22Ом

z = (77,32 + 742)1/2 = 107,01 Ом

P = I2R = 77,3*0,222 = 3,741 Вт

Q = I2XL = 0,222*74= 3,581 ВАР

S = (3,7412 + 3,5812)1/2 = 5,179 ВА

4)

U = 250*0,12 = 30 В

UL = 314*0,12*0,13 = 4,8984 В

UR = 0,12*(81,6 + 140,9) = 26,7 В

R = R + RK = 81,6 + 140,9= 222,5 Ом

XL = L = 314*0,13 = 40,82 Ом

z = (81,62 + 40,82)1/2 = 91,231Ом

P = I2R = 81,6*0,132 = 1,379 Вт

Q = I2XL = 0,132*40,8 = 0,689 ВАР

S = (1,3792 + 0,6892)1/2 = 1,541 ВА

5)

UC =0,085/(314*1,02*10-5) = 26,53 В

UR = 3 В

U = (26,62 + 32)1/2= 26,768 В

R = UR/I = 3/0,085 = 35,29 Ом

XC = 1/C = 1/(314*1,02*10-5) = 312,22 Ом

z = (35,29 2 + 312,9412)1/2 = 314,924 Ом

P = I2R = 35,29*0,0852 = 0,255 Вт

Q = I2XC = 0,0852*312,22 = 2,255 ВАР

S = (0,2552 + 2,2552)1/2 = 2,269ВА

6)

UC = 0,085/(314*1,19*10-5) = 22,747 В

UR = 8,2 В

U = (22,62 + 8,22)1/2= 24 В

R = UR/I = 8,2 /0,085= 96,47 Ом

XC = 1/C = 1/(314*1,19*10-5) =
267,62
Ом

z = (96,472 + 265,8822)1/2 = 282,842 Ом

P = I2R = 96,47*0,0852 = 0,696 Вт

Q = I2XC = 0,0852*267,62 = 1,933ВАР

S = (0,6962 + 1,9332)1/2 = 2,054 ВА

7)

UC = 0,09/(314*1,07*10-5) = 26,79 В

UR = 5,8 В

U = (26,72 + 5,82)1/2= 27,322 В

R = UR/I = 5,8/0,09 = 64,44 Ом

XC = 1/C = 1/(314*1,07*10-5) = 297,64Ом

z = (64,442 + 296,6672)1/2 = 303,584 Ом

P = I2R = 64,44*0,092= 0,521 Вт

Q = I2XC = 0,092*297,64 = 2,41 ВАР

S = (0,5212 + 2,412)1/2 = 2,465ВА

8)

UC = 0,09/(314*1,23*10-5) = 23,3 В

UR = 7,5 В

U = (23,22 + 7,52)1/2= 24,3821 В

R = UR/I = 7,5/0,09 = 83,33 Ом

XC = 1/C = 1/(314*1,23*10-5) = 258,92 Ом

z = (83,332 + 257,7782)1/2 = 270,912 Ом

P = I2R = 83,33*0,092 = 0,675 Вт

Q = I2XC = 0,092*258,92 = 2,097 ВАР

S = (0,6752 + 2,0972)1/2 = 2,202ВА

                                                                                                          

Rk = Uk/I

Xk = ULk/I

L = Xk/

XC = UC/I 

C = 1/*XC 

Таблица 2.4

Из векторных диаграмм

RK, Ом

XK, Ом

L, Гн

XC, Ом

C, Ф

78

75,36

0.24

111,25

72,22

0.23

121,669

72,22

0.23

222,5

40,82

0,13

35,29

312,22

1.02*10-5

96,47

267,62

1.19*10-5

64,44

297,64

1.07*10-5

83,33

258,92

1.23*10-5

Вывод: По данным результатов эксперимента и расчетам теоретических соотношений в цепях R-L и R-C, построили векторные диаграммы, из которых можно заметить, что в этих цепях изменение напряжения какого-либо элемента (сопротивления или индуктивности (емкости)) пропорционально изменению его параметра и обуславливает противоположное изменение на другом элементе. Из треугольников сопротивлений видно, что при постоянном значении одного элемента полное сопротивление цепи будет зависеть только от  сопротивления другого элемента. Таким образом, теоретическое соотношение было доказано на практике.

Из треугольников мощностей  видно, что полная мощность цепи будет зависеть от реактивной мощности, если активное сопротивление будет неизменно, и от активной мощности, если реактивное сопротивление будет неизменно. При уменьшении активного сопротивления в цепи R-L угол, равный разности начальных фаз между входным напряжением и током, увеличивается и стремится к /2. При увеличении индуктивности в той же цепи угол уменьшается. При увеличении сопротивления в цепи R-C угол, равный разности начальных фаз между входным напряжением  и током, увеличивается и стремится к нулю. При уменьшении ёмкости угол так же уменьшается. На осциллографе наблюдали осциллограмму зависимости напряжения и тока от угловой частоты. Вектор напряжения на реактивном сопротивлении опережает вектор тока на угол /2.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1006. Доходная и расходная часть региональных бюджетов Российской Федерации 408 KB
  Теоретические основы функционирования региональных бюджетов. Роль региональных бюджетов в бюджетной системе РФ. Характеристика современного состояния региональных бюджетов. Пути укрепления доходной базы региональных бюджетов и пути совершенствования использования бюджетных средств.
1007. Расчет электромагнитного поля и волн 286 KB
  Взаимодействие электромагнитного поля с электронами. Вероятность перехода в поле электромагнитной волны. Собственные значения и собственные функции гамильтониана Рашбы. Правила отбора для внутризонных переходов в квантовых ямах. Правила отбора для межзонных переходов. Спиновый эффект Холла (с гамильтонианом Рашбы).
1008. Избранные лекции по теории и практике религиозного мистицизма 1.47 MB
  Обзор буддийских практик. Внутренняя мистика - буддовость. Всецелая чистота окружающей обстановки. Основы Дзен. Введение в христианский мистицизм. Особенности Древнецерковной мистики. Основы православного Исихазма. Буддизм в Китае и Японии. Краткий обзор. Католический мистицизм.
1009. Методичні вказівки щодо виконання економічної частини дипломного проекту для студентів денної форми навчання 346.5 KB
  Загальні вимоги щодо змісту та оформлення економічної частини дипломного проекту. Оцінка конкурентоспроможності програмного продукту (ІС, КМ) Розрахунок інтеґрального показника конкурентоспроможності базового і нового варіантів програмного продукту
1010. Технологические особенности переработки полимерных материалов методом экструзии 492.5 KB
  Методы переработки термопластичных полимеров. Общая характеристика полимеров, перерабатываемых методом экструзии. Течение расплава через сетки и формующую оснастку. Технологические свойства полимеров перерабатываемых методом экструзии. Влияние параметров переработки на свойства рукавных пленок. Виды брака при производстве рукавной пленки.
1011. Разработка микропроцессорного устройства управления шаговым биполярным двигателем 517 KB
  Разработка схемы электрической принципиальной. Выбор микросхемы и интерфейса связи. Выбор силового драйвера управления. Характеристика устройств используемых в разрабатываемой схеме. Разработка блока управления биполярным шаговым двигателем на микроконтроллере Atmega8535.
1012. Создание и обработка баз данных 490 KB
  Создание базы данных. Система управления базами данных ACCESS. Создание таблиц в режиме конструктора. Заполнение таблиц данными (кроме вычисляемого поля). Запросы на выборку. Параметрические запросы. Создание и редактирование отчетов.
1013. База данных Колледж 559 KB
  Создание базы данных Колледж, в которой учтена специфик колледжа. Концептуальными требованиями являются данные о колледже и об абитуриенте. Создание таблиц в режиме конструктора. Создание кнопочных форм.
1014. Решение задач с использованием возможностей MS Excel 521 KB
  Протабулировать (вычислить) заданную функцию на указанном диапазоне с шагом h. Построить график функции. Найти сумму числового ряда и сравнить ее с точным решением, вычислив погрешности. Описать технологию работы со списками в электронной таблице Excel. Подготовить книгу Excel с примерами, демонстрирующими технологию работы со списками.