Порядок выполнения экспериментальной части

Экспериментальная часть работы выполняется полностью каждым сту-дентом.

1 Ознакомьтесь с оборудованием и измерительными приборами, необхо-димыми для проведения эксперимента.

2 Выберите номиналы миниблоков с резистором и катушкой индуктив-ности, согласно номеру варианта. Соберите исследуемую электрическую цепь, состоящую из последовательного соединение катушки индуктивности, резисто-ра и миниблока «амперметр», на макетной панели с помощью проводников (рисунок 2.1). Переведите переключатель мультиметра в режим измерения пе-ременного тока в диапазон 200 мА.

3 Подключите исследуемую цепь через промежуточный блок «ваттметр» к блоку генераторов напряжений (рисунок 2.1). Последним присоедините вольтметр параллельно входным зажимам исследуемой цепи.

4 Включите питание блоков генераторов напряжений и мультиметров.
Установите переключателем сигналов генератора форму напряжения в положе­
ние «~», регулятор частоты f - значение по варианту, регулятор напряжения

по показанию вольтметра U = 8В.

5 Измерьте электрические величины I, P, U_R,U_k и рассчитайте по ним

R,R_k,L_k,<p. При измерении мощности следите за сигнализацией ошибок в

выборе пределов измерения I>, I<, U>,U<. Занесите полученные результаты в таблицу 2.2, сравните с исходными и расчетными данными.

6 Включите в качестве исследуемой цепи последовательное соединение катушки индуктивности, конденсатора и миниблока «амперметр» (рисунок 2.2). Установите напряжение U = 8В. Измерите величины P, I, U_C, U_k при f = f ₀, f = f ₁, f = f ₂. Используя результаты измерений, рассчитайте соответствующие фазовые сдвиги ср между U и I. Занесите полученные результаты в таблицу 2.3 и сравните с расчетными.

7 Соберите в качестве исследуемой цепи схему из параллельного соеди­нения катушки и конденсатора (рисунок 2.3). Для измерения токов включите последовательно в каждую ветвь миниблоки «амперметр». Установите напря­жение U = 8В. Измерьте величины P, I,I_C, I_k при f = f ₀, f = f ₁, f = f ₂. Ис­пользуя результаты измерений, рассчитайте соответствующие фазовые сдвиги (р между U и I. Занесите полученные результаты в таблицу 2.4 и сравните с расчетными.

8 По результатам экспериментов методом засечек постройте все вектор­ные диаграммы (Приложение).

9 Подключите цепь (рисунок 2.2) к генератору синусоидального напря­
жения, включите параллельно катушке индуктивности и конденсатору мульти-
метры в режиме измерения переменного напряжения в диапазоне 20 В. Изменяя
частоту от 0,2 до 2кГц, снимите частотные характеристики U_k (f) и U_C (f).

Величина U поддерживается постоянной. Значение C задается преподавате­лем. Построить полученные зависимости U_k(f) и U_C(f), определить резо-

нансную добротность цепи.

10 Сделайте выводы по результатам экспериментов.

Приложение

Рассмотрим пример построения векторной диаграммы методом засечек для последовательной R - L -цепи. На комплексной плоскости расположим го­ризонтально вектор тока I (рисунок 2.4), отложим параллельно нему в выбран­ном масштабе отрезок OA, равный напряжению на активном сопротивлении R (OA = U_R). Из т. А в сторону опережения тока сделать засечку радиусом АВ,

равным в масштабе напряжению на катушке U_k, а из т. О - засечку радиусом ОВ, равным в масштабе напряжению U. Точка пересечения двух засечек В оп­ределяет положение векторов U и U _k, а также угол ср сдвига фаз между векто­ром полного напряжения U и тока I. Разложив вектор U _k на две составляю­щие, получим вектор ВК, равный реактивной составляющей напряжения на ка­тушке U_k, и вектор АК, равный падению напряжения на активном сопротивле­нии катушки U_ka.

н+ j

+1

Рисунок 2.4 - Векторная диаграмма напряжений последовательной R - L -цепи

При параллельном соединении аналогичным образом строится векторная диаграмма токов.

Лабораторная работа № 3 «Исследование электрических це-пей синусоидального тока с индуктивно связанными катушками»

Цель работы – изучение расчётных и экспериментальных методов ана-лиза электрических цепей переменного тока с взаимной индуктивностью.

Программа работы

1 Выполнить индивидуальную расчетную часть.

2 Исследовать последовательное соединение двух индуктивно-связанных катушек при согласном и встречном включении.

3 Исследовать последовательное соединение двух индуктивно-связанных катушек при согласном и встречном включении.

4 Исследовать трансформатор с линейными характеристиками (воздуш-ный трансформатор).

5 Экспериментально найти значение взаимной индуктивности M.