Переменного синусоидального тока с резистором»

Описание экспериментальной установки

Экспериментальная установка содержит лабораторный автотрансформатор ТV, вольтметр РV, подключенный к вторичным зажимам лабораторного автотрансформатора ТV, амперметр РА, включенный последовательно с нагрузочным резистором R, и ваттметр РW. Для коммутации цепи предусмотрен выключатель SА.

Принципиальная электрическая схема экспериментальной установки приведена на рисунке 1.

 

Рисунок 1 - Принципиальная электрическая схема экспериментальной установки.

 

Для сборки схемы необходимо иметь 11 проводников (на схеме обозначенные номерами 1-11).

Расчетная схема экспериментальной установки

При составлении расчетной схемы принятые следующие допущения:

- сопротивления соединительных проводов, обмотки амперметра, токовой обмотки ваттметра и контактов выключателя приняты равными нулю;

- сопротивления обмотки вольтметра и обмотки напряжения ваттметра приняты равны бесконечности.

Тогда расчетная схема электрической цепи экспериментальной установки имеет вид, приведенный на рисунке 2.

 

Рисунок 2 - Расчетная схема электрической цепи экспериментальной установки.

 

На расчетной схеме введенные следующие условные обозначения:

u_r – мгновенное напряжение на резисторе, В;

i – мгновенный ток в электрической цепи, А;

r – активное сопротивление резистора, Ом.

 

Задания для выполнения экспериментального исследования

3.1 Собрать принципиальную электрическую схему цепи.

3.2 Подать напряжение на зажимы экспериментальной установки.

3.3 Снять показания приборов, результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1

№ п/п	Условия проведения эксперимента	Показания приборов
U, В	I, А	P, Вт
	Выключатель SА замкнут

3.4 Определить действующее значение напряжения на зажимах резистора, используя экспериментальные данные.

 

 

3.5 Определить амплитудное значение напряжения на зажимах резистора, используя экспериментальные данные.

 

 

3.6 Записать уравнение мгновенного напряжения на резисторе, приняв, что его начальная фаза равняется Ψ_ur = 30º.

 

 

3.7 Определить действующее значение силы электрического тока в резисторе, используя экспериментальные данные.

 

 

3.8 Определить амплитудное значение синусоидального электрического тока в резисторе, используя экспериментальные данные.

 

 

3.9 Записать уравнение мгновенного тока в резисторе.

 

 

3.10 Определить активную мощность, потребляемую резистором, используя экспериментальные данные.

 

 

3.11 Определить с помощью экспериментальных данных активное сопротивление резистора, используя уравнение:

 

3.12 Построить в выбранном масштабе векторную диаграмму действующих значений напряжения и тока цепи.

 

 

3.13 Результаты расчетов занести в таблицу 2.

Таблица 2

№ п/п	Физические величины, характеризующие цепь
Ur, B	Urm, В	ur, В	I, A	Im, A	i, A	Р, Вт	r, Ом

3.3. Цепь переменного синусоидального тока
с идеальной катушкой

Таблица 3.4

Номер вопроса, задания	Вопросы, задания	Номер правильного ответа
	Опишите физические явления, наблюдаемые в идеальной катушке в цепи переменного синусоидального тока.
	Приведите расчётную схему цепи переменного синусоидального тока с идеальным генератором и идеальной катушкой.
	Запишите математическую связь между мгновенным напряжением, мгновенным током и индуктивностью в идеальной катушке.
	Запишите математическое выражение для определения индуктивного сопротивления.
	Выполните математическую запись закона Ома для максимальных значений напряжения и тока на участке цепи с индуктивностью.
	Выполните математическую запись закона Ома для действующих значений напряжения и тока на участке цепи с индуктивностью.
	Запишите математическое выражение мгновенного тока в индуктивности, приняв начальную фазу равной нулю.
	Запишите математическое выражение мгновенного напряжения на индуктивности для указанного выше тока.
	Чему равен угол сдвига фаз на участке цепи с индуктивностью?
	Запишите математическое выражение мгновенной мощности в индуктивности.
	Чему равна активная мощность в индуктивности?
	Запишите математическое выражение для определения реактивной мощности в индуктивности.
	К идеальной катушке подведено напряжение u = 282sin (wt + 40°) В. Индуктивность идеальной катушкиравна127,4 мГн. Частота синусоидального электрического тока f = 50 Гц.
	Рассчитать индуктивное сопротивление идеальной катушки в омах.
	Рассчитайте максимальное значение синусоидального электрического тока в амперах.
	Определите начальную фазу синусоидального электрического тока.
	Запишите математическое выражение мгновенного синусоидального электрического тока в идеальной катушке.
	Рассчитайте действующее значение синусоидального электрического тока в амперах.
18.	Рассчитайте реактивную мощность в индуктивности в вольт-амперах реактивных.

При правильном выполнении задания å _нечёт – å _чёт = 75.

Таблица 3.4а

Номер ответа	Ответы
	QL = xL × I ^2.
	7,05.
	uL = ULm × sin (w× t + 90^o).
	.
	.
	–50^о.
	xL = w × L.
	1000.
	.
	.
	– явление электрического тока; – явление электромагнетизма; – явление электромагнитной индукции.
	40.
	.
	.
	.
	5.
	90^о.

3.4. Цепь переменного синусоидального тока
с идеальным конденсатором

Таблица 3.5

Номер вопроса, задания	Вопросы, задания	Номер правильного ответа
	Опишите физические явления, наблюдаемые в идеальном конденсаторе в цепи переменного синусоидального тока.
	Приведите расчётную схему цепи переменного синусоидального тока с идеальным генератором и идеальным конденсатором.
	Запишите математическую связь между мгновенным напряжением, мгновенным током и ёмкостью в идеальном конденсаторе.
	Запишите математическое выражение для определения ёмкостного сопротивления.
	Выполните математическую запись закона Ома для максимальных значений напряжения и тока на участке цепи с ёмкостью.
	Выполните математическую запись закона Ома для действующих значений напряжения и тока на участке цепи с ёмкостью.
	Запишите математическое выражение мгновенного тока в ёмкости, приняв начальную фазу равной нулю.
	Запишите математическое выражение мгновенного напряжения на ёмкости для указанного выше тока.
	Чему равен угол сдвига фаз на участке цепи с ёмкостью?
	Запишите математическое выражение мгновенной мощности в ёмкости.
	Чему равна активная мощность в ёмкости?
	Запишите математическое выражение для определения реактивной мощности в ёмкости.
	К идеальному конденсатору подведено напряжение u = 282sin (wt + 40°) В. Ёмкость идеального конденсатораравна79,62 мкФ. Частота синусоидального электрического тока f = 50 Гц.
	Рассчитать ёмкостное сопротивление идеального конденсатора в омах.
	Рассчитайте максимальное значение синусоидального электрического тока в амперах
	Определите начальную фазу синусоидального электрического тока.
	Запишите математическое выражение мгновенного синусоидального электрического тока в идеальном конденсаторе.
	Рассчитайте действующее значение синусоидального электрического тока в амперах.
18.	Рассчитайте реактивную мощность в ёмкости в вольт-амперах реактивных.

При правильном выполнении задания å _нечёт – å _чёт = 33.

Таблица 3.5а

Номер ответа	Ответы
	.
	.
	.
	7,05.
	.
	130^о.
	.
	1000.
	.
	uC = UCm × sin (w× t – 90^o).
	–явление электрического тока; – явление перезарядки обкладок конденсатора.
	40.
	.
	QC = xC × I ^2.
	.
	5.
	90^о.