Лабороторная работа 3 по электротехнике Тема: Не разветвленная электрическая цепь переменного тока.

Полный текст работы с формулами и таблицами





Лабораторная работа 3

Тема: Не разветвленная электрическая цепь переменного тока.


Цель: Приобретение навыков сборки простых электрических цепей и измерение напряжений на отдельных участках цепи. Изучение свойств при последовательном соединение активных и реактивных элементов.

Ход работы:
1. Собрать цепь и показать преподавателю.
2. Включать цепь, установить необходимое напряжение при двух различных значениях различного сопротивления, измерить силу тока, напряжение и активную мощность цепи.
Таблица 6 - Измерения силы тока и напряжения.
Нагрузка № Из опыта Из расчета
U I P Z R X Sin Ф Cos Ф Ф Ua Uр S Q
Активн. 1 200 2,4 326,4 84,3 56,6 60,8 0,73 0,68 47 75,8 145,9 480 350,4
Индукт. 2 200 2,6 192,4 76,9 27,4 68,7 0,98 0,37 68 73,8 178,6 520 483,6
Актив. 3 200 2,8 252 71,4 32,8 63,5 0,19 0,46 63 91,8 177,8 560 492,4
Емкостн. 4 180 2,8 272,16 64,3 34,7 54 0,84 0,54 57 97,2 151,2 504 423,36

R=Z*cosФ*х=z*sina; UА= I*R; UP=I*х.
3. Векторная диаграмма для цепи с активным и индуктивным сопротивлением. Масштаб: 1см – 50В








Вывод: я научился собирать простые электрические цепи и измерять напряжения но отдельных участках цепи. Изучил свойства при последовательном соединении активных и ре-активных элементов.


Контрольные вопросы:
1. Активная мощность:
Среднее за период Т значение мгновенной мощности называется активной мощностью: . В цепях одно-фазного синусоидального тока , где U и I — действующие значения напряжения и тока, φ — угол сдвига фаз между ними. Для цепей несинусоидального тока электрическая мощность равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник. Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую и электромагнитную). Активная мощность может быть также выражена через силу тока, напряжение и активную составляющую сопротивления цепи r или её проводимость g по формуле . В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи, для трёхфазных цепей электрическая мощность определяется как сумма мощностей отдельных фаз. С полной мощностью S активная связана соотношением . Единица активной мощности — ватт (W, Вт). Для СВЧ электромагнитного сигнала, в линиях передачи, аналогом актив-ной мощности является мощность, поглощаемая нагрузкой.
Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи переменного тока, равна произведению действующих значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз φ между ними: Q = UI sin φ. Единица реактивной мощности — вольт-ампер реактивный (var, вар). Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощностью Р соотношением: . Реактивная мощность в электрических сетях вызывает дополнительные активные потери (на покрытие которых расходуется энергия на электростанциях) и потери напряжения (ухудшающие условия регулирования напряжения). В некоторых электрических установках ре-активная мощность может быть значительно больше активной. Это приводит к появлению больших реактивных токов и вызывает перегрузку источников тока. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности. Для СВЧ электромагнитного сигнала, в линиях передачи, аналогом реактивной мощности является мощность, отраженная от нагрузки.
Необходимо отметить, что величина sinφ для значений φ от 0 до плюс 90 ° является положительной величиной. Ве-личина sinφ для значений φ от 0 до минус 90 ° является отрицательной величиной. В соответствии с формулой Q = UI sinφ реактивная мощность может быть отрицательной величиной. Но отрицательное значение мощности нагрузки характеризует нагрузку как генератор энергии. Активное, индуктивное, емкостное сопротивление не могут быть источниками постоянной энергии. Модуль величины Q = UI sinφ приблизительно описывает реальные процессы преобразования энергии в магнитных полях индуктивностей и в электрических полях емкостей. Применение современных электрических измерительных преобразователей на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку вели-чины энергии возвращаемой от индуктивной и емкостной нагрузки в источник переменного напряжения. Измерительные преобразователи реактивной мощности, использующие формулу Q = UI sinφ, более просты и значительно дешевле измерительных преобразователей на микропроцессорной технике.
Полная мощность:
Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока в цепи I и напряжения U на её зажимах: S = U×I; связана с активной и реактивной мощностями соотношением: , где Р — активная мощность, Q — реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0, а при ёмкостной Q < 0). Единица полной электрической мощности — вольт-ампер (VA, ВА).
Векторная зависимость между полной, активной и ре-активной мощностью выражается формулой: .
2. Сos j является коэффициентом мощности переменного тока.
3. Угол сдвига фаз между током и напряжением зависит от соотношения между активным и реактивным сопротивлениями, включенными в цепь.
Увеличение активного сопротивления приводит к уменьшению угла сдвига фаз, а следовательно, к возрастанию косинуса этого угля и к увеличению коэффициента мощности. Индуктивная нагрузка, подключенная в цепь, наоборот, увеличивает угол сдвига фаз и тем самым понижает коэффициент мощности.
4. Частный случай многофазных систем электрических цепей, в которых действуют созданные общим источником синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые друг относительно друга на определённый угол, называемый фазой. В трёхфазных системах этот угол равен 120 градусам.
5. Если входное напряжение U опережает по фазе ток I, то цепь будет нести активно-индуктивный характер. Если фаза опережает напряжение U на угол φ, то цепь будет нести активно-емкостный характер.
цепи, ток, напряжение, электричество, нагрузки

похожие статьи:

• Практическая работа 1 электротехника
• Вопросы по физике
• Лабораторная работа 4 по электротехнике Тема: Трехфазная цепь при соединение потребителей по схеме «треугольник».
• Лабораторная работа 2 по электротехнике Тема: Линейная электрическая цепь постоянного тока
• Лабораторная работа 1 по электротехнике Тема: Электроизмерительные приборы и измерения.