Обработка результатов эксперимента

4.2.1. Определить сопротивления ветвей и всей цепи (рис. 19):

 - полное сопротивление первой ветви;

 - реактивное ёмкостное сопротивление второй ветви;

 - полное сопротивление цепи.

4.2.2. Определить составляющую тока неразветвленной части цепи:

.

4.2.3. Определить проводимости первой ветви с индуктивной катушкой:

-    полная проводимость первой ветви;

 -         активная проводимость первой ветви определяется при условии, что потери энергии в конденсаторах ничтожно малы и поэтому не учитываются, т.е. (I_a = I _{1 a});

 - реактивная (индуктивная по характеру) проводимость первой ветви.

4.2.4. Определить активную и реактивную составляющие тока в первой ветви с катушкой:

,

.

4.2.5. Определить коэффициент мощности первой ветви из треугольника проводимостей:

.

4.2.6. Определить активное и реактивное сопротивление первой ветви:

 ;

 ;

.

4.2.7. Определить коэффициент мощности всей цепи:

,

где:

S = UI – полная мощность, потребляемая цепью.

4.2.8. Определить реактивную мощность, потребляемую цепью:

,

где:

 - реактивная (емкостная) проводимость второй ветви.

Поскольку активное сопротивление второй ветви R ₂ равно нулю, то для этого случая:                             .

Результаты вычислений, выполненные для трех вариантов работы цепи занести в таблицу 2.1.

Результаты эксперимента                Таблица 2.1

Измерено

Вычислено

С

U

I

I 1

I 2

P

Z 1

Z

XC

Ia

I 1 a

I 1 p

cosφ

с osφ 1

R ∑

X 1

в2

Q

мкФ

В

А

А

А

Вт

Ом

Ом

Ом

А

Ом^-1

Ом^-1

Ом^-1

А

А

Ом

Ом^-1

Ом^-1

ВАр

 

4.2.9. Построить векторные диаграммы для всех трех вариантов в работы цепи по результатам измерений и вычислений, приведенных в таблице 2.1.

I ₁ и I ₂ строятся относительно вектора напряжения U с учетом характера нагрузки в ветви, и углов сдвига φ₁ и φ₂. Вектор тока I определяется из векторной диаграммы.

Примечание: векторная диаграмма строится в удобном масштабе, который следует указать, например: ,          .

4.2.10. Сравнить построенные векторные диаграммы для трех режимов. Оценить по диаграмме влияние конденсаторов и изменения их емкости на режим работы цепи.

4.2.11. По векторным диаграммам проверить справедливость первого закона Кирхгофа для исследуемой цепи, сравнить полученную из векторной диаграммы величину тока в неразветвленной части цепи с измеренной амперметром (ток I в таблице 2.1).

4.2.12. На основе векторной диаграммы написать аналитические выражения мгновенных значений напряжений и токов цепи i, i ₁, i ₂ ( для второго варианта: C ≠ 0 мкф).

4.2.13. Сделать вывод по работе.

Варианты исходных данных для экспериментов    Таблица 2.2

	Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3	Вариант 4	Вариант 5	Вариант 6
С1 (мкФ)	0, 15, 45	0, 20, 10	0, 25, 50	0, 30, 15	0, 35, 20	0, 40, 25

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что понимается под мгновенным и действующим значением синусоидального напряжения и тока.

2. Какие процессы происходят в цепи с активным сопротивлением питаемой синусоидальным током.

3. Как определить максимальное и действующее значение синусоидального напряжения и тока.

4. О чем свидетельствует то обстоятельство, что в цепи с активным сопротивлением мгновенная мощность всегда положительна.

5. Каков сдвиг по фазе между напряжениями и током в цепи с индуктивностью.

6. Какие процессы происходят в цепи с последовательным соединением резистора, катушки и конденсатора.

7. Как определить полное сопротивление цепи при последовательном соединении элементов с параметрами R, L, C и при параллельном соединении ветвей.

8. В каких пределах может измениться угол фазного сдвига в цепи с последовательным соединением: R, L, C.

9. Как определить индуктивное сопротивление катушки и емкостное сопротивление конденсатора.

10. При каких условиях возникает резонанс напряжений и токов и чем они характеризуются.

11. Каков физический смысл активной, реактивной и полной мощности потребляемых электрической цепью.

12. Какую мощность цепи переменного тока измеряет ваттметр.

13. Какова методика построения векторной диаграммы для электрической цепи с последовательным и параллельным соединением элементов.

14. Как определить коэффициент мощности электрической цепи.

15. Почему стремятся повысить коэффициент мощности.

16. Как можно повысить коэффициент мощности.

17. Как перейти от треугольника напряжений к треугольнику сопротивлений и треугольнику мощностей.

18. Как определить проводимости параллельных ветрей цепи.

19. Как перейти от треугольника токов к треугольнику проводимостей и треугольнику мощностей.