Работа № 5

Работа № 5
ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С АКТИВНЫМИ И РЕАКТИВНЫМИ
ЭЛЕМЕНТАМИ
В работе необходимо ознакомиться со свойствами различных соединений
активных, емкостных и индуктивных сопротивлений, а также с треугольниками
токов и напряжений, сопротивлений и проводимостей и с простейшими
круговыми и векторными диаграммами.
Задание
А. Предварительная подготовка
1. Составить и начертить в протоколе рабочие схемы для выполнения п. п.
4, 5, 7 и 8 задания.
2. Начертить
в
протоколе
круговые
диаграммы,
ожидаемые
при
выполнении п. п. 4 и 5 задания.
3. Начертить в протоколе векторные диаграаммы, ожидаемые при
выполнении п. п. 7 и 8 задания. В примерах показать геометрическое место
конца вектора общего тока.
Б. Экспериментальная и расчетная часть
4. Соединить
последовательно
реостат
и
конденсаторную
батарею.
Включить в полученную цепь амперметр для измерения общего тока и два
вольтметра для измерения напряжений на реостате и конденсаторной батарее.
Изменять емкость конденсаторной батареи от нуля до максимального
возможного значения и произвести необходимые измерения.
5. Заменить в предыдущей схеме конденсаторную батарею катушкой
индуктивности. При постоянном общем напряжении на зажимах цепи менять
сопротивление реостата от нуля до максимального возможного и произвести
необходимые измерения.
6. По результатам указанных в п. п. 4 и 5 экспериментов начертить:
a) простейшие круговые диаграммы, отмечая на них экспериментальные точки;
b) треугольник сопротивлений для одного из режимов п. 4;
c) кривые изменения угла  и коэффициента мощности cos  в зависимости от
величины емкости по экспериментальным данным п. 4.
7. Соединить параллельно реостат и конденсаторную батарею. Включить в
схему вольтметр для измерения общего напряжения и три амперметра для
измерения всех токов. Менять емкость конденсаторной батареи и провести
измерения.
8. Заменить в предыдущей схеме конденсаторную батарею катушкой
индуктивности. Менять сопротивление реостата и провести измерения.
Используя экспериментально полученные токи, графически найти угол сдвига
фаз между током и напряжением в катушке.
9. По результатам указанных в п. п. 7 и 8 экспериментов начертить:
a) векторные диаграммы, указав при этом геометрическое место конца вектора
общего тока;
b) треугольник проводимостей по данным измерений одного из режимов п. 7;
c) кривые угла  и коэффициента мощности cos  в зависимости от величины
емкости по экспериментальным данным п. 7.
При подготовке к работе необходимо изучить простейшие круговые
диаграммы и треугольники сопротивлений, применяемые для анализа цепей с
последовательно соединенными активными и реактивными элементами.
Выяснить, как влияет изменение активных или реактивных сопротивлений на
угол сдвига фаз  и коэффициент мощности cos .
Следует также освоить векторные диаграммы для цепей с параллельно
соединенными активными и реактивными элементами, уметь находить
годографы (геометрическое место конца вектора) при изменении одного из
сопротивлений цепи. Уметь объяснить изменение угла сдвига фаз  и
коэффициента мощности cos при изменении в цепи активного и реактивного
сопротивления и знать построение треугольника проводимостей.
Во время эксперимента необходимо следить, чтобы не перегружались
амперметры. При выполнении п. 8 следить, чтобы ток в реостате не превышал
допустимых значений.
Для построения каждой векторной или круговой диаграммы необходимо
использовать все экспериментально полученные в данном случае значения тока
и напряжения. Необходимо учитывать, что используемая в эксперименте
катушка индуктивности не является идеальной, а содержит активное
сопротивление. В анализе необходимо указать, как это активное сопротивление
влияет на диаграммы.
Кривые, полученные в п. 6в и 9в, следует строить на одном графике.
С. Контрольные вопросы
1. Как при последовательном соединении r и C увеличение (уменьшение)
емкости влияет на ток, напряжения Uc и Ur и угол сдвига фаз  и cos ?
2. Как опредилить активное сопротивление катушки по результатам измерений
п. 5?
3. Как при параллельном соединении r и C (r и L) увеличение (уменьшение)
емкости (индуктивности) влияет на cos ?
4. Как увеличение (уменьшение) индуктивности влияет на cos :
a) при последовательном соединении r , L ;
b) при параллельном соединении r , L ;
5. Как учесть активное сопротивление катушки, рисуя векторную диаграмму
по п. 8?
6. Как увеличение (уменьшение) сопротивления r влияет на cos:
a) При последовательном соединении r , C ;
b) При параллельном соединении r и C .