Лабораторная работа по физике «Цепь переменного тока с последовательным соединением элементов»
Лабораторная работа № 6.
«Цепь переменного тока с последовательным соединением элементов».
Цель: Изучение свойств цепей при последовательном соединении активных и реактивных элементов, знакомство с явлением резонанса напряжений, построение векторных диаграмм.
Оборудование: лабораторный стенд, два дросселя, конденсатор переключаемый, резистор 47 Ом, соединительные провода.
Ход работы.
1) Собрать цепь с последовательным соединением элементов. Подключить собранную цепь к источнику переменного напряжения А-0. Для измерения напряжений использовать мультиметр в режиме измерения переменного напряжения. Переключатель конденсатора установить на 4.
2) Подсоединить параллельно конденсатору дополнительный проводник, исключив тем самым конденсатор из цепи. Измерить ток и напряжения на L1 отдельных участках. Результаты занести в таблицу 1.3) Убрать дополнительный проводник от конденсатора и подсоединить параллельно индуктивному потребителю L2 (исключив тем самым его из цепи). Измерить ток и напряжения на отдельных участках. Результаты занести в таблицу 1.
4) Убрать дополнительный проводник. Измерить ток и напряжения на отдельных участках. Результаты занести в таблицу 1.
5) Рассчитать для собранных цепей активные, реактивные и полные мощности, коэффициенты мощности, разность фаз между током и напряжением. Результаты занести в таблицу 1:
|
Схема |
U, В |
I, мА |
UR, В |
UК, В |
UC, В |
Р, Вт |
Q, ВАр |
S, ВА |
cos φ |
φ ,о |
|
ХК R, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ХC, R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ХК, ХC, R |
|
|
|
|
|
|
|
|
S = I * U; Р = I * UR; QКR = I * UК; QCR = I * UC; QКRC = I * (UК - UC); соs φ = Р/ S
6) Изменяя ёмкость конденсатора, добиться наибольшего значения тока, т.е. обеспечить состояние цепи близкое к резонансу напряжений. Результаты занести в таблицу 2:
|
Схема |
U, В |
I, мА |
UR, В |
UК, В |
UC, В |
Р, Вт |
Q, ВАр |
S, ВА |
cos φ |
φ ,о |
|
ХК, ХC, R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7) При резонансе напряжений рассчитать величины, указанные в таблице 3:
|
РR, Вт |
РК, Вт |
QК, ВАр |
QC, ВАр |
cosφк |
φ к , о |
Z,Ом |
R,Ом |
RК, Ом |
XК,Ом |
ZК, Ом |
XС,Ом |
|
0,36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РR= I*UR; РК = I2 *RК; QК =I* ( UК -I *РК); QC = I * UC ;cosφк = РК /(РК2 +QК2 )1/2; Z =U/I ;R =UR /I; ZК =UК /I;
XК =(ZК2 -RК2)1/2 ;XС =UC/I.
8) Построить в масштабе векторные диаграммы для исследованных цепей:
9)Сделать вывод о применении 2-го закона Кирхгофа в цепях переменного тока.
