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

66314. Let’s become closely acquainted with Foggy Albion 74.5 KB
  Hello everybody! Glad to see you! Ladies and gentlemen! Welcome to Albion, where according to Bernard Shaw the mist is considered to be good weather, the rain is considered to be the fog, and the shower is said to be the rain. The Sun there looks like the Moon, and the Moon looks like cheese.
66315. Слова протилежні за значенням (антоніми) 1.25 MB
  Слова протилежні за значенням антоніми. Обладнання: картинки дня і ночі картки з тестами завдання для роботи в парах малюнок равлика та коня таблички зі словами девізу уроку. Багатозначними є слова: а сміливий золотий; б гребінець ключ лінійка; в шарф злий.
66316. Колективне виконання аплікації із тканини. Декоративна композиція із плодів та листя калини 41 KB
  Предмети декоративно ужиткового мистецтва; мультимедійна презентація Калина; калина на картинах художників; ілюстрації із зображенням калини; орнамент; тлумачний словник; алгоритм. Калина над плетеним тином Усе це моя Україна Повідомлення...
66317. ПРАЗДНИК УРОЖАЯ 123.5 KB
  О том что фрукты и в том числе яблоки полезны знает каждый. Ей не хотелось быть невежливой но яблоки были такие кислые Летели с юга осы попробовали яблочки разжужжались расплевались Яблонька горько заплакала. Очень ее яблоки кислые.
66318. Мій вибір – здорове життя 102 KB
  Проблема здоров’я людини – одна із найактуальніших проблем сьогодення. В Україні внаслідок несприятливих умов життя збільшується кількість захворювань серед підростаючого покоління, тому збереження здоров’я учнів виходить за межі медичної проблеми, стає соціальною.
66319. На балу у Осени 55 KB
  Ведущая Давайте ребята к нам на праздник приведем Осень Зима красавица суровая Ты подожди ты не спеши Деревья желтые багровые Так праздничны Так хороши И о тебе зиме сверкающей...
66320. Три мушкетёра. 10 лет спустя 155 KB
  Школа Равнение на выпускников школы 2009-2010 Звучит Муз 3; выпускники по одному выходят через арку на сцене спускаются в зал девочкам помогает спуститься со сцены юноша и рассаживаются на свои места.: Все стало так как вы хотели И вот настал...
66321. Сказка о попе и работнике его Балде 237.5 KB
  Пушкиным Сказки Пушкина мы читаем в детстве и с уверенностью считаем что до конца разобрались в этом вопросе что никаких загадок в нем больше нет. Практически все сказки в разное время были написаны Пушкиным в имении Болдино.
66322. БАСКЕТБОЛЬНОЕ ШОУ 31 KB
  В нашей программе вы увидите выступление баскетболистов профессионалов нашей школы конечно это не профессионалы НБА но тем не менее вы сможете увидеть виртуозное ведение мяча точные броски молниеносные передачи