Кафедра электротехники и информационно-измерительных систем

Кафедра электротехники и информационно-измерительных систем

Воронов А.Г., Федоров Г.Б., Шагаев О.Ф.

 

 

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

 

Лабораторный практикум

 

 

 

Москва 2015

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

Кафедра электротехники и информационно-измерительных систем

Воронов А.Г., Федоров Г.Б., Шагаев О.Ф.

 

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

 

Лабораторный практикум

 

Для студентов направлений подготовки специалистов

Горное дело

по специализациям:

Взрывное дело;

Горно-промышленная экология;

Горные машины и оборудование;

Маркшейдерское дело;

Обогащение полезных ископаемых;

Открытые горные работы;

Подземная разработка пластовых месторождений;

Подземная разработка рудных месторождений;

Технологическая безопасность и горно-спасательное дело;

Транспортные системы горного производства;

Шахтное и подземное строительство.

Физические процессы горного и нефтегазового производства

по специализациям:

Горная геофизика, неразрушающий контроль и мониторинг в горном деле;

Физические процессы горного производства.

Наземные транспортно-технологические системы.

 

Для студентов направлений подготовки бакалавров

261400 – Технология художественной обработки материалов;

280700 – Техносферная безопасность.

Москва 2015

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Техника безопасности при работе на стендах
Программа лабораторных занятий
Лабораторная работа №1. Сборка электрических схем и проведение измерений
Лабораторная работа №2. Цепи постоянного тока с последовательным, параллельным и смешанным соединением резисторов
Лабораторная работа №3. Последовательное соединение элементов в однофазных цепях переменного тока
Лабораторная работа №4. Исследование трехфазной цепи при соединении потребителей в звезду
Лабораторная работа №5. Исследование однофазного двухобмоточного трансформатора
Лабораторная работа №6. Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
Литература

 

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Таблица 1.1.

	ИЗМЕРЕНО	ВЫЧИСЛЕНО
U, В	I, А	nU, дел	nI, дел	nР , дел	CU, В/дел	CI , A/дел	CР, Вт/дел	U, В	I, A	P, Вт
Опыт 1			__	__	__	__	__	__	__	_	__
Опыт 2	__	__
Опыт 3	__	__

3.9. Выбрать оптимальные пределы на измерительном комплекте, т.е. ближайшие большие от рассчитанных значений по формулам 1.4, 1.5. Установить данные пределы на измерительном комплекте К-540 по напряжению и по току. Определить показания прибора (опыт 3 табл. 1.1), т.е. произвести вновь расчет параметров по формулам 1.1 – 1.6.

3.10. Установить ручку ЛАТРа в нулевое положение (повернуть до упора против часовой стрелки), отключить регулируемый источник переменного напряжения и источник 3-х фазного напряжения. Выключить пакетный выключатель.

3.11. Показать результаты измерений преподавателю.

3.12. Разобрать схему.

4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

В отчете приводятся: а) название работы; б) таблица данных, расчетные формулы; в) схемы цепей.

5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

5.1. Что понимается под электрической схемой и каково отличие принципиальных и монтажных схем?

5.2. Каков порядок сборки схем?

5.3. Какие требования предъявляются к электроизмерительным приборам?

5.4. Что называется пределом измерения прибора?

5.5. Как определить предел измерения ваттметра?

5.6. Что такое цена деления прибора и как эта величина используется в измерениях?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ,
ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ И СМЕШАННЫМ СОЕДИНЕНИЕМ РЕЗИСТОРОВ

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Ознакомление с основными законами и свойствами простых резистивных цепей.

2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Распределение токов и напряжений в электрических цепях подчиняется закону Ома и двум законам Кирхгофа. Закон Ома устанавливает зависимость между током I и напряжением U на участке электрической цепи

, (2.1)

где R – сопротивление участка цепи.

Первый закон Кирхгофа (баланс токов): алгебраическая сумма токов в любом узле электрической цепи равна нулю, т.е.

. (2.2)

При этом токам, направленным к узлу, приписывается один знак, например " + ", а токам, направленным от узла – другой, например " – ".

Второй закон Кирхгофа устанавливает баланс ЭДС источников и падений напряжения на резисторах в контурах цепи. Он гласит, что в любом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС источников E равна алгебраической сумме падений напряжений U_R на резисторах контура.

. (2.3)

 

 

Причем, ЭДС и напряжения на отдельных участках берутся со знаком " + ", если их направления совпадают с произвольно выбранным обходом контура (например, по часовой стрелки) и со знаком «–», если их направления не совпадают с направлением обхода.

В лабораторной работе исследуются цепи с последовательным (рис. 2.1), параллельным (рис. 2.2) и смешанным (рис. 2.3) соединением резисторов.

При последовательном соединении резисторов (рис. 2.1) возникает одинаковый ток I во всех элементах.

Согласно закону Ома напряжение на каждом резисторе равно:

, . (2.4)

Если к цепи приложено напряжение U, то по второму закону Кирхгофа для контура следует: , (2.5)

с учетом закона Ома , (2.6)

отсюда . (2.7)

Зная ток, можно рассчитать напряжения резисторов:

, . (2.8)

При расчетах цепей вводят понятие "эквивалентное сопротивление" участка цепи. Это сопротивление определяется по закону Ома, как отношение напряжения к току на участке, где рассчитывается эквивалентное сопротивление.

Как известно, для цепи с последовательным соединением (рис. 2.1) это сопротивление равно:

. (2.9)

Таким образом, эквивалентное сопротивление участка цепи с последовательным соединением резисторов, равно арифметической сумме их сопротивлений.

При параллельном соединении ветвей (рис. 2.2) все ветви присоединяются к одной паре узлов, т.е. находятся под действием одного и того же напряжения. Поэтому ток ветви определяется этим напряжением и сопротивлением ветви равны

, . (2.10)

Здесь эквивалентное сопротивление последовательно соединенных резисторов с постоянным и переменным сопротивлением.

По первому закону Кирхгофа , или

. (2.11)

Отсюда следует, что эквивалентное сопротивление при параллельном соединении равно: . (2.12)

Из выражений (2.10) и (2.11) следует: . (2.13)

При смешанном соединении резисторов (рис. 2.3):

. (2.14)

При известных (измеренных) напряжениях и токах сопротивления резисторов рассчитываются по формулам закона Ома:

; ; ; . (2.15)

 

3. ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

3.1. Изучить теоретический материал по настоящему руководству и учебной литературе.

3.2. Разобраться в порядке лабораторных исследований: знать основные теоретические положения, знать схемы экспериментов и понимать каким образом должны быть получены экспериментальные данные.

3.3. В рабочей тетради подготовить материал, необходимый для исполнения работы в лаборатории: а) начертить схемы (рис. 2.1, 2.2 и 2.3),

б) подготовить табл. 2.1 – 2.3, для записи результатов измерений.

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

4.1. Сборка всех исследуемых цепей производится на панели №6 "Линейные и нелинейные цепи" стенда ЭВ-4.

4.2. Собрать схему цепи по рис. 2.1. В качестве первого сопротивления использовать переменный резистор с сопротивлением от 0 до 150 Ом, а в качестве второго – постоянный резистор с сопротивлением 100 Ом. При измерениях использовать амперметр с пределом 1 А и вольтметр В7-38, которым поочередно измерять требуемые напряжения. Питание схемы проводить от источника постоянного напряжения, регулируемого с помощью ЛАТРа. Установить ручку ЛАТРа в нулевое положение (повернуть до упора против часовой стрелки). Предъявить схему для проверки преподавателю.

4.3. Сопротивление переменного резистора сделать равным нулю, повернув по часовой стрелке ручку до упора. Подать (нажав черную кнопку под правым вольтметром) на схему постоянное напряжение и поворачивая по часовой стрелке ручку ЛАТРа установить напряжение 50 В, контролируя его значение по вольтметру В7-38. Снять показания приборов. Последовательно увеличивать сопротивление первого резистора (4 позиции), снять показания приборов для каждого случая и занести их в табл. 2.1.

Таблица 2.1

№ опыта	ИЗМЕРЕНО	ВЫЧИСЛЕНО
U, В	U1, В	U2, В	I, А	å U, В	R1, Ом	R2, Ом	Rэкв, Ом

4.4. Полученные результаты показать преподавателю.

4.5. Собрать схему по рис. 2.2. В качестве сопротивления R ₁ использовать последовательно соединенные сопротивления R _1- = 100 Ом и переменное сопротивление R _1~ = 150 Ом, а в качестве R ₂ – резистор с сопротивлением 100 Ом.

Внимание: Необходимо убедится в том, что резистор R ₁ собран из двух последовательно соединенных резисторов (постоянного и переменного). Без проверки схему не включать!

Пределы измерений амперметров указаны на рис. 2.2. Выходная клемма амперметра А соединяется с клеммами размножителя. Предъявить схему для проверки преподавателю.

4.6. Сопротивление переменного резистора сделать равным нулю (повернув ручку до упора по часовой стрелке). Подать на схему постоянное напряжение 50 В и снять показания приборов. Постепенно увеличивать сопротивление переменного резистора (4 позиции), снять показания приборов для каждого случая и занести в табл. 2.2.

Таблица 2.2

№ опыта	Измерено	Вычислено
I, А	I1, А	I2, А	å I, А	R1, Ом	R2, Ом	Rэкв, Ом

4.7. Полученные результаты показать преподавателю.

4.8. Собрать схему по рис. 2.3. Схему цепи рис. 2.3 можно подучить из предыдущей схемы. Для этого конец «в» провода «в-с» отсоединяют от точки «в» (рис. 2.2) и соединяют с точкой «а». Пределы амперметров указаны на рис. 2.3. Вольтметром поочередно измеряют требуемые напряжения. Собранную схему предъявить для проверки преподавателю.

4.9. Сопротивление переменного резистора сделать равным нулю. Подать на схему постоянное напряжение 70 В и снять показания приборов. Постепенно увеличивая сопротивление переменного резистора (4 позиции), снять показания приборов для каждого случая и занести их в табл. 2.3.

4.10. Полученные результаты показать преподавателю.

Таблица 2.3

№ опыта	Измерено	Вычислено
U, В	U1~, В	U1-, В	I, А	I1, А	I2, А	R1~, Ом	R2, Ом	R1-, Ом	Rэкв, Ом

4.11. Установить ручку ЛАТРа в нулевое положение (повернуть до упора против часовой стрелки), отключить регулируемый источник постоянного напряжения и источник 3-х фазного напряжения.

4.12. Выключить пакетный выключатель и разобрать схему.

5. УКАЗАНИЯ К СОСТАВЛЕНИЮ ОТЧЕТА

5.1. Вычертить схемы, представленные на рис.1.1 – 1.3.

5.2. По полученным значениям табл. 2.1 для схемы на рис. 2.1 проверить выполнение второго закона Кирхгофа согласно формуле:

. (2.16)

5.3. Произвести расчеты значений сопротивлений R₁, R₂ и R_экв по данным табл. 2.1. Проверить соответствие полученных результатов по формуле (2.9).

5.4. Построить графики изменения напряжений U₁ и U₂ и тока I в зависимости от сопротивления первого реостата R₁. Характер этих зависимостей определяется формулами (2.8) при U = const, R₂ = const.

5.5. Рассчитать значение сопротивлений R₁, R₂ и R_экв по данным табл. 2.2. Проверить соответствие полученных результатов по формуле (2.12).

5.6. По полученным значениям проверить выполнение первого закона Кирхгофа согласно формуле:

. (2.17)

5.7 Построить графики изменения токов I, I₁ и I₂ в зависимости от сопротивления R₁. Характер этих зависимостей определяется формулами (2.10) и (2.13) при U = const; R₂ = const.

5.8. Рассчитать значения сопротивлений R_1~, R₂, R_1- и R_экв по данным табл. 2.3. Проверить соответствие результатов по формулам (2.14) и (2.15).

5.9. Построить график изменения токов I₁, I₂ и I в зависимости от изменения сопротивления R_1~.

6. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

В отчете приводятся:

Ÿ заполненные таблицы данных;

Ÿ схемы всех исследуемых цепей с подключенными приборами;

Ÿ графики зависимостей напряжений и токов от переменного сопротивления:

для цепи рис. 2.1: U ₁(R ₁), U ₂(R ₁) и I (R ₁) (характер этих зависимостей определяется формулами (2.7) и (2.8) при U = const, R ₂ = const);

для цепи рис. 2.2: I (R ₁), I ₁(R ₁) и I ₂(R ₁) (характер этих зависимостей определяется формулами (2.10) и (2.13) при U = const; R ₂ = const);

для цепи рис. 2.3: I (R _1~), I ₁(R _1~), I ₂(R _1~).

7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

7.1. Как записать второй закон Кирхгофа для цепи рис. 2.2?

7.2. Как рассчитать эквивалентное сопротивление трех параллельно включенных резисторов?

7.3. Каким образом будет изменяться напряжение U ₁ в цепи рис. 2.1 при увеличении R ₁ и неизменных напряжении U и сопротивлении R ₂?

7.4. Какое соединение будет в цепи на рис. 2.3, если сделать сопротивле­ние R _1– = 0?

7.5. Как изменятся в цепи рис. 2.2 показания амперметра, включенного в ветвь резистора R ₂, при увеличении сопротивления R _1~ и неизменных напряжении U и сопротивлении R ₂?

7.6. Чему будет равно U ₁ в цепи рис. 2.1 при R ₂ = 0?

7.7. Чему равна сумма U ₁ + U ₂ цепи рис. 2.1 для различных значений R ₂ и неизменных напряжении U и сопротивлении R ₁?

7.8. Как записать первый закон Кирхгофа для цепи рис. 2.2?

7.9. Если R _1~ стремится к бесконечности, то чему будут равны I ₁ и I ₂ в цепи рис. 2.3?

7.10. Как рассчитать эквивалентное сопротивление цепи рис. 2.3, относительно зажимов источника?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ В
ОДНОФАЗНЫХ ЦЕПЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Практическое знакомство и исследование цепи синусоидального тока с последовательным соединением резистора, индуктивной катушки и конденсатора; получения резонанса напряжений изменением емкости конденсатора.

2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Рассмотрим цепи с последовательным соединением активного и реакти­вных (индуктивного и емкостного) элементов.

2.1. Для исследования цепи с резистором и индуктивной катушкой необходимо собрать схему, представленную на рис. 3.1.

 

Рис. 3.1

Практически любая индуктивная катушка электротехнического устройства обладает определенным активным сопротивлением R _к (Ом) и индуктивностью L _к (Гн) и имеет реактивное сопротивление X _к= w L _к (Ом), где w = 2p f - круговая частота (рад / с), f – частота (Гц). Частота промышленной сети f = 50 Гц.

Если на входе цепи (рис. 3.1) действующее напряжение U, то на основании закона Ома имеем уравнения для действующего значения тока:

, (3.1)

или , (3.2)

где – полное сопротивление цепи;

– полное сопротивление индуктивной катушки.

В работе с помощью приборов измеряют действующие значения напряжений и тока U, U _к ,U_R, I, а также активную мощность Р.

Векторная диаграмма напряжений и тока показана на рис. 3.2. Длины векторов U, U_R и U _к соответствуют измеренным напряжениям на источнике, резисторе и индуктивной катушке. Они образуют треугольник, который можно построить по трем сторонам. Поскольку вектор тока совпадает по направлению с вектором напряжения резистивного элемента, то он совпадает со стороной треугольника U_R. Длина вектора тока зависит от выбранного масштаба тока. В прямоугольном треугольнике U_{L к}, U_{R к} и U _к не могут быть измерены напряжения на индуктивном элементе катушки U_{L к}и на резистивном элементе катушки U_{R к}, поэтому этот треугольник строится после построения треугольника напряжений U, U_R и U _к, используя метод засечек (дуга U _к проводится из конца вектора U_R, а дуга U проводится из начала вектора U_R).

Векторная диаграмма напряжений определяет сопротивления элементов цепи. Действительно, поскольку все напряжения пропорциональны одному и тому же току: ; ; ; и , то длины векторов в определенном масштабе соответствуют сопротивлениям, как это показано на рис. 3.3. Получились треугольники сопротивлений. Пользуясь треугольниками сопротивлений и векторной диаграммой, получим расчетные формулы для параметров всех элементов цепи по измеренным напряжениям и току: ; ; ; ; ; и . (3.3)

Угол сдвига фаз между током I и приложеннымк цепинапряжением U определяется активной мощностью, напряжением и током

, (3.4)

или активным и полным сопротивлениями цепи (рис. 3.3)

. (3.5)

В электрических цепях переменного тока с индуктивными катушками активная мощность определяет скорость преобразования энергии электрического тока в тепловую энергию. Это преобразование осуществляется в резистивных элементах R и R_к и является необратимым, то есть тепловая энергия не может быть преобразована обратно в энергию электрического тока.

В электрических цепях переменного тока с индуктивными катушками происходит процесс обмена энергией, накопленной магнитным полем катушки с источником электрической энергии. Средняя за период энергия индуктивного элемента L равна:

. (3.6)

Здесь Q_L является реактивной мощностью индуктивного элемента L, поэтому её физическим смыслом является то, что она определяет среднюю за период энергию, которой обменивается индуктивный элемент L с источником электрической энергии.

Реактивную мощность можно рассчитать по формулам:

. (3.7)

Кроме активной P и реактивной Q мощностей в цепях переменного тока вводят еще полную или кажущуюся мощностью S. Полная мощность цепи рассчитывается по формулам:

. (3.8)

Хотя полная, активная и реактивная мощности имеют одну и ту же размерность ВА (вольтампер), но единицы размерностей называются по-разному, соответственно: ВА – вольтампер, Вт – ватт, ВАр – вольтампер реактивный.

2.2. Для исследования цепи с последовательным соединением резистора R и конденсатора емкостью С необходимо собрать схему рис. 3.4.

В цепи измеряются напряжения U, U_R и U_C,, а также ток I и активная P мощность.

Векторная диаграмма напряжений и тока для цепи R-С показана на рис. 3.5. Прямоугольный треугольник напряжений своими сторонами имеет измеренные напряжения, а вектор тока направлен по катету U_R.

По измеренным напряжениям U, U_R, U_C и току I с помощью закона Ома можно рассчитать параметры всех элементов: ; ; . Сопротивление конденсатора , а полное сопротивление всей цепи , где С – емкость конденсатора, Ф.

Угол сдвига фаз между током I и приложеннымк цепинапряжением U в данном случае определяется активной мощностью, напряжением и током или активным и полным сопротивлениями цепи .

2.3. Для исследования цепи с последовательным соединением индуктивной катушки и конденсатора, то есть цепи R _к – L _к – C собирается схема, представлен­ная на рис. 3.6. Емкость конденсатора можно изменять с помощью переклю­чателей, которые подключают или отключают дополнительные конденсаторы (параллельно друг другу).

Вид векторной диаграммы напряжений и тока при последовательном соединении элементов R _к – L _к – C зависит от соотношений между сопротивлениями элементов:

1) если X_{L к} > Х_С , то U_{L к} > U_C и векторная диаграмма напряжений и тока будет иметь вид рис. 3.7;

2) если X_{L к} < X_C, то U_{L к} < U_C и векторная диаграмма напряжений и тока имеет вид, приведенный на рис. 3.8;

3) если X_{L к} = X_C, то U_{L к} = U_C и векторная диаграмма напряжений и тока имеет вид, приведенный на рис. 3.9.

Из векторных диаграмм видно, что значение напряжения U, приложенного к цепи является гипотенузой прямоугольного треугольника и определяется катетами U_{R к} и (U_{L к} – U_C) и равно:

. (3.9)

 

 

Полное сопротивление цепи определяется формулой:

, (3.10)

где X - реактивное сопротивление цепи.

Резонанс в электрической цепи наступает при условии совпадения частоты источника питания с собственной частотой электрической цепи:

. (3.11)

Его достигают либо изменением частоты источника, либо изменением собственной частоты цепи – путем изменения индуктивности или емкости (параметрический резонанс). В нашем случае за счет изменения емкости мы добиваемся, чтобы собственная частота цепи была равна промышленной частоте электрической сети (f = 50 Гц).

При X_{L к} = X_C или реактивное сопротивление Х цепи равно нулю:

X = X_{L к} – X_C = 0,

и в цепи наступает резонанс напряжений.

Зная индуктивность катушки, можно определить емкость конденсатора при резонансе:

, (3.12)

где: w = 2p f.

При резонансе напряжений полное сопротивление цепи будет чисто активным Z = R _к, а напряжение на индуктивном сопротивлении катушки U_{L к} и напряжение на конденсаторе U_C оказываются равны друг другу и могут существенно превышать напряжение на зажимахцепи U.

Реактивная мощность цепи при резонансе равна нулю, так как угол j = 0.

.

Полная мощность при резонансе равна активной мощности:

.

Коэффициент мощности при резонансе равен единице: .

По измеренным напряжениям U, U _ки U_C, токе I и активной мощности P можно определить параметры всех элементов цепи:

; ; ; ; ; .

3. ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

3.1. Изучить основные теоретические положения по настоящему руководству и рекомендуемой литературе.

3.2. В рабочей тетради записать название работы,вычертить принципиальные схемы (рис. 3.1, 3.4 и 3.6), подготовить таблицы для записи экспериментальных данных.

3.3. Ответить на контрольные вопросы.

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

4.1. Собрать электрическую схему, представленную на рис. 3.1. В качестве резистора используются два последовательно соединенных резистора: постоянный R = 34 Ом и переменный R _~ (на панели 3 стенда ЭВ-4). Значение переменного сопротивления задается преподавателем. Индуктивная катушка (L_k -R_k) находится на панели 4 стенда ЭВ-4. Регулятор ЛАТРа установить против часовой стрелки в крайнее положение. При этом переменное напряжение на выходе источника должно быть равно нулю. Установить на измерительном комплекте К-540 пределы по току 1 А, по напряжению 30 В.

4.2. После проверки правильности сборки цепи преподавателем подать на собранную схему переменное напряжение U _~ = 20 В.

4.3. Записать показания всех измерительных приборов в табл. 3.1. (первая строчка).

Таблица 3.1.

№

ИЗМЕРЕНИЯ

ВЫЧИСЛЕНИЯ

U

UR

UC

Uk

I

P

C

Z

R

XC

Zk

Rk

Xk

Lk

URk

ULk

cos

Q

S

В

В

В

В

А

Вт

мкф

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Гн

В

В

-

ВАр

ВА

4.4. Отключить источник переменного напряжения.

4.5. Собрать электрическую схему, представленную на рис. 3.4. В качестве резистора использовать тот же резистор предыдущей схемы (панель 3). Установить емкость конденсатора 150 мкФ. Эту емкость набрать из магазина емкостей (панель 4).

4.6. После проверки правильности сборки цепи преподавателем подать на собранную схему переменное напряжение U _~ = 20 В.

4.7. Записать показания всех измерительных приборов в табл. 3.1. (вторая строчка).

4.8. Отключить источник переменного напряжения.

4.9. Собрать электрическую цепь, представленную на рис. 3.6. Индуктивная катушка та же, что в схеме рис. 3.1. Конденсаторы из магазина емкостей. Определить значение емкости С _{ре з} , при которой в цепи возникает резонанс напряжений расчетным путем (3.12), приняв значение L _к =0,1 Гн.

4.10. Предъявить собранную схему для проверки преподавателю.

4.11. Установить с помощью кнопочных выключателей значение емкость конденсатора 50 мкФ (первая строчка табл. 3.2). Подать на схему переменное напряжение U _~ = 20 В. Произвести измерения для заполнения табл. 3.2.

4.12. Отключить источник напряжения.

4.13. Установить следующее значение емкости конденсатора и повторить измерения. Записать полученные данные в табл. 3.2. Повторить пункты 4.12. - 4.13 для всей таблицы.

ВНИМАНИЕ! При измерении параметров цепи при С _{ре з} (третья строчка табл. 3.2) установить на комплекте К-540 предел измерения по току 2,5 А.

Таблица 3.2.

№

ИЗМЕРЕНИЯ

ВЫЧИСЛЕНИЯ

U

UC

Uk

I

P

C

Z

XC

Lk

Zk

Rk

Xk

URk

ULk

Q

S

cos

В

В

В

А

Вт

мкФ

Ом

Ом

Гн

Ом

Ом

Ом

В

В

ВАр

ВА

-

°

Срез

5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

5.1. Наименование работы;

5.2. Необходимые расчетные формулы.

5.3. Схемы электрических цепей рис. 3.1, 3.4 и 3.6;

5.4. Результаты измеренийи расчетов в виде таблиц (табл. 3.1 и 3.2);

5.5. Векторные диаграммы напряжений и тока, а также треугольники сопротивлений для всех строк табл. 3.1 и 3.2;

5.6. В одной системе координат по данным табл. 3.2 графики зависимос­тей: I = f (C), U_{L к} = f (C), U_С = f (C), Q = f (C), cos j = f (C).

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

6.1. Объяснить построение векторной диаграммы тока и напряжений при активно - индуктивном характере нагрузки.

6.2. Объяснить построение векторной диаграммы тока и напряжений при активно - емкостном характере нагрузки.