Исследование параметров катушки индуктивности

 

1. Теоретические основы эксперимента…………………………………………………

1.1. Параметры элементов электрической цепи синусоидального тока………………...

1.2. Резистивный элемент……………………………………………………...

1.3. Индуктивный элемент………………………………………………………………………

1.4. Емкостной элемент…………………………………………………………………………...

1.5. Схема замещения индуктивной катушки…………………………………………………

1.6. Векторная диаграмма для схемы замещения индуктивной катушки……………………

2. Описание экспериментальной установки……………………………………………………..

3. Порядок выполнений работы………………………………………………………………….

4. Расчетно-графическая часть работы…………………………………………………………..

6. Вопросы для допуска к работе………………………………………………………………

7. Вопросы к защите………………………………………………………………………………

 

Лабораторная работа №4

РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЯ

 

1.Теоретические основы эксперимента ……………………………………......

1.1.Основные понятия ………………………………………………………......

1.2.Основные уравнения ………………………………………………………..

1.3.Основные характеристики …………………………………………………

1.3.1. Характеристики I=((Х_с), cosφ=f(Xc) и Ul =f(Xc)........................................

1.3.2. Зависимость активной мощности от ёмкостного сопротивления....................

1.3.3. Зависимость напряжения на конденсаторе от Х_с ...........................................

1.4. Векторная диаграмма ……………………………………………………

2. Описание лабораторной установки …………………………………………

3. Порядок выполнения работы ………………………………………………..

4. Оформление отчета …………………………………………………………..

 

Лабораторная работа №6

РЕЗОНАНС ТОКОВ

 

1. Теоретические основы эксперимента ………………………………………

1.1. Условие резонанса …………………………………………………………

1.2. Основные соотношения ……………………………………………………

1.3. Основные характеристики …………………………………………………

1.4. Векторная диаграмма ………………………………………………………

1.5. Улучшение коэффициента мощности ………………………………………...

2. Экспериментальная установка ………………………………………………

3. Порядок выполнения работы ………………………………………………..

4. Оформление отчета …………………………………………………………..

 

Лабораторная работа №7

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ ПРИ СОЕДИНЕНИИ

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ «ЗВЕЗДОЙ»

 

1.Теоретические основы эксперимента ………………………………………..

1.1. Симметричный режим ………………………………………………………

2. Несимметричный режим ………………………………...................................

2. Экспериментальная установка ………………………………………………..

3. Порядок выполнения работы …………………………………………………

4. Оформление отчета ……………………………………………………………

 

Лабораторная работа №8

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ ПРИ СОЕДИНЕНИИ

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ «ТРЕУГОЛЬНИКОМ»

 

1.Теоретические основы эксперимента ………………………………………..

1.1. Симметричный режим ………………………………………………………

1.2. Несимметричный режим ……………………………………………………

2 Порядок выполнения работы ………………………………………………….

3 Оформление отчета …………………………………………………………….

 

Лабораторная работа №20

ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

 

1. Теоретические основы эксперимента ………………………………………..

1.1. Принцип действия трансформатора ………………………………………...

1.2. Внешняя характеристика и трансформатора ………………………..

1.3. Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора ………...

1.4. Потери мощности и КПД трансформатора ………………………………...

2. Экспериментальная установка ………………………………………………..

3. Порядок выполнения работы …………………………………………………

4. Оформление отчета ……………………………………………………………

Лабораторная работа №3

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ

 

Цель работы: ознакомиться с методами анализа цепей, содержащих катушку индуктивности; получить практические навыки экспериментального исследования её параметров, на основе которых определить параметры последовательной схемы замещения и выявить влияние сердечника на параметры индуктивной катушки.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКСПЕРИМЕНТА

 

Параметры элементов электрической цепи синусоидального тока

Электротехнические устройства синусоидального (переменного) тока широко используются в бортовых системах электроснабжения, электромеханических приводах самолетов и вертолетов, промышленной электронике, контрольно-измерительной технике, устройствах автоматики, бытовой технике и т. д. Для наглядного и компактного отображения связей между отдельными элементами источника электропитания и потребителя вся совокупность взаимосвязанных устройств представляется в виде принципиальной электрической схемы. Для анализа режима работы (технических характеристик) электрических систем необходимо перейти от её принципиальной схемы к эквивалентной схеме замещения. Элементами схем замещения являются идеализированные элементы-источники ЭДС или тока (активные элементы), резистивные, индуктивные и ёмкостные элементы (пассивные элементы, параметрами которых являются значения R, L, C). Комбинируя число и способ их включения, можно с необходимой для практических целей полнотой учесть особенности анализируемой электромеханической системы. Таким образом, идеализированные резистивные, индуктивные и ёмкостные элементы являются составными элементами цепей изменяющегося тока, понимание особенностей которых позволяет глубже изучить электромеханические системы летательных аппаратов.

 

Резистивный элемент

Электрическая энергия преобразуется в другие виды энергии (механическую, тепловую, электромагнитную и др.). Эффективность преобразования в схемах замещения электромеханических систем характеризуется активной мгновенной мощностью , которая зависит от величины сопротивления и от тока , то есть . Мгновенная мощность в цепях синусоидального тока – изменяющаяся величина и поэтому эффективность преобразования электрической энергии принято характеризовать средней за период Т мощностью

.

Средняя за период мощность может быть определена через действующие значения тока и напряжения на резистивном элементе

(ток и напряжение в этом случае совпадают по фазе, то есть ) или через действующие значения тока , напряжения и угла сдвига фаз между напряжением и током для всего участка цепи:

. (1)

В схеме с последовательно соединёнными элементами величина «активного» (пропорционального эффективности преобразования электрической энергии) сопротивления (его эквивалентная схема замещения – резистор) может быть рассчитана по формуле:

, (2)

где - активная мощность и ток в схеме, измеренные ваттметром и амперметром. Результат вычислений по формуле (2) может не совпадать с величиной , измеренной на постоянном токе, так как (2) зависит от частоты тока. С увеличением частоты величина увеличивается вследствие вытеснения тока из глубины проводника к его поверхности. Плотность тока в поверхностных слоях проводника увеличивается, что эквивалентно уменьшению его сечения, поэтому с увеличением частоты тока увеличивается и, следовательно, , здесь и .

 

Индуктивный элемент

 

Вокруг любого проводника с током существует магнитное поле. Нормальная работа некоторых электротехнических устройств изменяющегося тока основана на взаимодействии сильных магнитных полей (например, трансформаторы, электродвигатели, некоторые измерительные приборы). Свойство элементов цепи создавать магнитное поле характеризуют идеализированным элементом – индуктивностью , отражающей связь между потокосцеплением данного элемента цепи и током , походящим через него, то есть .

В цепях с переменным током всякое изменение тока в индуктивном элементе вызывает изменение его потокосцепления и сопровождается наведением ЭДС . Эта ЭДС уравновешивает приложенное к индуктивному элементу напряжение :

. (3)

В случае если ток синусоидален

, (4)

напряжение на индуктивном элементе опережает по фазе ток на :

, (5)

где - амплитудные и действующие значения тока соответственно;

- угловая частота, рад/с;

- частота тока, Гц;

- период, с;

- индуктивное сопротивление, Ом;

- амплитудное и действующее значения напряжения соответственно ().

 

Емкостной элемент

 

Некоторые электротехнические устройства способны накапливать энергию в электрическом поле, и, следовательно, их технические характеристики зависят от свойств электрического поля. Свойство устройства накаливать энергию характеризуется емкостным параметром , являющимся коэффициентом пропорциональности между зарядом и напряжением на выходах емкостного элемента :

,

откуда видно, что ток емкостного элемента зависит от скорости изменения :

.

При синусоидальном напряжении

,

ток опережает по фазе напряжение на :

,

где - амплитуда напряжения на емкостном элементе;

- емкостное сопротивление.