Расчет силы тока, напряжения, сопротивления в цепи переменного тока

 

Цель работы:

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

Теория

  Сопротивление R, в котором выделяется теплота при прохождении по нему тока, называется активным. Если замкнуть рамку на нагрузку с активным сопротивлением, то по нему будет проходить переменный электрический ток, а на концах появится переменное напряжение:

 

i = I_m sin ωt;          и = U_m sin ωt.

При этом и = iR.

Переменный ток эквивалентен постоянному току такой же мощности, тогда эффективные (действующие) значения напря­жения и силы переменного тока будут равны:

Цепь переменного тока, содержащая катушку индуктив­ностью L, обладает индуктивным сопротивлением

X_L =ω L.

Цепь переменного тока, содержащая конденсатор емкостью С, обладает емкостным сопротивлением

Величины X_L и Хс называются реактивным сопротивлением.

Для последовательно соединенных конденсатора, резистора и катушки индуктивности реактивное сопротивление равно

X = X_L — Х_с,

а полное сопротивление равно

 

Используя амплитудные или действующие значения, можно записать закон Ома для переменного тока:

U_m = I_mZ;   U= IZ.

Переменные токи и напряжения нельзя суммировать алгебраически, как в случае с постоянным током. Сложение производится с помощью векторных диаграмм, на которых значения ЭДС, напряжения и силы тока изображаются векторами, выходящими из нуля под углом к оси абсцисс, равным начальной фазе.

 

Вопросы для закрепления

 

1. Что такое переменный ток?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

2. Активное сопротивление и его определение:

____________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________

 

3. Индуктивное сопротивление и его определение:

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

 

4. Емкостное сопротивление и его определение:

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

5. Полное сопротивление и его определение:

______________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________

 

6. Расчет силы тока в цепи переменного тока:

______________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________

 

7. Расчет напряжения в цепи переменного тока:

______________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________

 

ЗАДАЧИ

 

1. В цепи переменного тока с частотой 400 Гц последовательно включены катушка индуктивностью 0,15 Гн, резистор сопротивлением 500 Ом и конденсатор емкостью 2 мкФ. Определить полное сопротивление цепи.

 

Дано:                     СИ                         Решение:

1.

2.

3.

4.

Определить:

 

2. Переменное напряжение 220 В частотой 50 Гц подано на последовательно соединенные элементы: R=5 Ом, L= 0,135 Гн, C=75 мкФ. Определить полное сопротивление, силу тока и напряжения на участках цепи. Построить векторную диаграмму.

 

Дано:                     СИ                         Решение:

1.

2.

3.

4.

5.

Определить:

 

 

3. К цепи переменного тока с частотой 40 Гц и напряжением 60 В подключили резистор и катушку. Сила тока в цепи 3 А, разность фаз между напряжением и током 30°. Определить сопротивление резистора и индуктивность катушки.

Дано:                     СИ                         Решение:

1.

2.

3.

4.

Определить:

 

 

Вывод:

 

В ходе работы я научилась (научился) измерять:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

определять:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Легче всего мне удалось:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Наибольшее затруднение вызвали:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Работа над ошибками

Почему допущена ошибка?	Правильный ответ

Практическая работа №8

Расчет мощности в цепи переменного тока. Трансформация переменного тока

Цель работы:

_____________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________

Теория

Опорный конспект стр.318-319.

 

Вопросы для закрепления

1. Какие виды мощности существуют в цепи переменного тока и в чем их физический смысл?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Какое значение имеет коэффициент мощности и как его можно определить?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Назначение трансформатора и его устройство.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Принцип действия трансформатора.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Какая зависимость между напряжениями в обмотках и числом витков в них?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Как зависят токи в обмотках трансформатора от напряжения в них?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Как осуществляется передача электроэнергии на большие расстояния?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

ЗАДАЧИ

1. Переменный ток течет через последовательно соединенные резистор, конденсатор и катушку, сопротивления которых 2 Ом, 3 Ом и 5,67 Ом. Определить активную, реактивную и полную мощности, если сила тока 6 А. Чему равен коэффициент мощности? Каково напряжение, поданное в цепь?

Дано:               СИ Решение:

1.

2.

3.

4.

Определить

 

 

2. В последовательно соединенной цепи действует переменное напряжение 90 В при силе тока 2 А. Цепь состоит из конденсатора, катушки и резистора. Коэффициент мощности 0,6. Чему равны активная и реактивная мощности? Каковы сопротивления элементов цепи, если сопротивление конденсатора в два раза больше, чем сопротивление катушки?

 

3. Источник переменного напряжения u = 180 sin ɷ t замкнут на неразветвленную цепь, содержащую активное и реактивное сопротивления. Реактивные сопротивления Х_L=8 Ом, Х_С=12 Ом. Определить коэффициент мощности, активную и реактивную мощности, если сила тока в цепи 3А.

 

4. Трансформатор включен в сеть с напряжением 120 В. Первичная обмотка его содержит 300 витков. Сколько витков должна иметь вторичная обмотка, чтобы напряжение на ее концах было 6,4 В?

 

Дано:               СИ Решение:

1.

2.

3.

4.

Определить

Контрольный вопрос

 

 

Вывод:

 

В ходе работы я научилась (научился) измерять:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

определять:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Легче всего мне удалось:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Наибольшее затруднение вызвали:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________

Работа над ошибками

Почему допущена ошибка?	Правильный ответ

Лабораторная работа №11