Цель работы–исследование свойств основных элементов электрических цепей и определение их параметров по опытным данным на переменном токе.

Краткие теоретические основы

Резистором (сопротивлением) называется идеализированный элемент электрической цепи, в котором происходит необратимый процесс преобразования электрической энергии в тепловую. Магнитные и электрические поля вокруг резистора отсутствуют.

В цепи переменного тока:



где I_m - амплитуда тока, ψ_i - начальная фаза тока, ψ_u - начальная фаза напряжения.

Временная и векторная диаграммы напряжения и тока в резисторе (рис. 1)



Рис. 1 – Временная и векторная диаграммы напряжения и тока на резисторе

Активная, реактивная и полная мощности сопротивления:



Индуктивная катушка

Индуктивным элементом электрической цепи называют такой идеализированный элемент, в котором происходит только процесс накопления энергии в магнитном поле. Электрическое поле вокруг такого элемента отсутствует, а протекание тока не сопровождается выделением тепла.

Индуктивностью L называется элемент электрической цепи, в котором накапливается энергия магнитного поля. Количественно индуктивность определяется отношением потокосцепления самоиндукции к току в данном элементе.

Индуктивное сопротивление линейно зависит от частоты

В идеальной индуктивности ток отстаёт от напряжения на 90°

---

Рис. 2 – частотная хар-ка катушки индуктивности



Рис. 3 – Диаграммы напряжения и тока в идеальной индуктивности




Активная, реактивная и полная мощности идеальной катушки индуктивности

т ак как φ = 90°.


В реальных катушках индуктивности часть электрической энергии преобразуется в тепловую энергию, т.е. катушка обладает не только индуктивностью L, но и активным сопротивлением Rk.

Эквивалентная схема замещения реальной катушки индуктивности пред-

ставлена на рис. 4.





Рис. 4

Ёмкость С - элемент электрической цепи (конденсатор), в котором накапливается энергия электрического поля. Количественно ёмкость определяется выражением:

Если при возрастании напряжения ток i> 0, то ток и напряжение совпадают по направлению, энергия электрического поля в конденсаторе возрастает. При убывании напряжения ток также уменьшается, энергия возвращается обратно к источнику.

Е сли напряжение на ёмкости меняется по закону синуса

т о
В идеальной ёмкости ток опережает напряжение на 90°



Рис. 5 – Зависимость модуля ёмкостного сопротивления конденсатора от частоты

---

Рис. 6 – Кривые напряжения и тока ёмкостного сопротивления

Активная, реактивная и полная мощности идеального конденсатора составляют соответственно


Реальные конденсаторы характеризуются не только ёмкостью С, но и

активным сопротивлением RС или проводимостью gC, учитывающими потери

энергии в диэлектрике. Эквивалентная схема замещения реального конденса-

тора представлена на рис.7






Рис. 7

Таблицы:

№	f гц	U0	UR	I, мА	ф, град	cosф	R	XR	ZR	PR, мВт	QR, мвар	SR, мВА
1	300	5	5	15,3	0	1	322	-350	322	73	-80	73
2	600	5	5	15,5	0	1	322	-500	322	77,2	-110	77
3	1000	5	5	15,5	0	1	322	-500	322	77,3	-120	77
4	3000	5	5	15,2	0	1	327	-600	327	75,8	-140	75,8
5	5000	5	5	14,8	0	1	339	-1000	339	74	-210	74
6	7000	5	5	14	0	1	356	-1450	356	70	-280	70
7	9000	5	5	13,1	0	1	381	-2000	381	65	-350	65
8	11000	5	5	12	0	1	418	-2700	418	60	-380	60
9	15000	5	5	9,2	0	1	546	-4700	546	46	-380	45,7
10	17000	5	5	7,5	0	1	667	-6200	667	37	-350	37
11	19000	5	5	5,7	0	1	874	-8700	874	28	-280	28,4

---

№	f гц	U0	UR	I, мА	ф, град	cosф		Pс, мВт	Qс, мвар	Sс, мВА	Rс	Xс	Zс	С, мкФ
1	300	5	5	4,81	-88		0,017	0,61	-24	24	26,3	-1000	104	0,53
2	600	5	5	9,4	-89		0,017	0,81	-47	47	9	-530	531	0,50
3	1000	5	5	15,6	-89		0,017	0,96	-77	77	3,9	-320	320	0,50
4	3000	5	5	45,7	-89		0,017	1,9	-228	229	0,93	-109	109	0,49
5	5000	5	5	73	-89		0,017	2,4	-365	365	0,45	-689	68	0,05
6	7000	5	5	97	-89		0,017	2,8	-487	487	0,3	-51	51	0,45
7	9000	5	5	117	-90		0	1,1	-587	587	0,07	-42	42	0,42
8	11000	5	5	130	-90		0	1	-12	9,7	0,03	-37	37	0,39

---

№	f гц	U0	UR	I, мА	ф, град	cosф	PL, мВт	QL, мвар	SL, мВА	RL	XL	ZL	L, мГн
1	300	5	5	14,8	58	0,12	39	63	74	178	286	337	151,80
2	600	5	5	8,3	71	-0,31	13	39,5	41,5	190	570	601	151,27
3	1000	5	5	5,2	77	-0,03	5,7	25	26	210	934	958	148,73
4	3000	5	5	1,8	82	0,95	1,2	8,8	8,9	370	2700	2700	143,31
5	5000	5	5	1,08	82	0,95	0,75	5,3	5,3	645	4500	4500	143,31
6	7000	5	5	0,75	80	-0,11	0,587	3,6	3,7	1000	6500	6600	147,86
7	9000	5	5	0,55	79	-0,90	0,792	2,6	2,7	1620	8700	9100	153,93
8	11000	5	5	0,42	77	-0,03	0,422	1,91	2,1	2300	11200	11900	162,13
9	15000	5	5	0,26	74	0,17	0,297	1	1,2	4300	15900	19100	168,79
10	17000	5	5	0,2	73	-0,74	0,237	0,78	1	5600	18500	24300	173,29
11	19000	5	5	0,18	71	-0,31	0,179	0,532	0,9	5640	16800	28000	140,80

---

Смотрите также файлы

• Объединенных компьютерных сетей и подключенных к ним промышленных (производственных) объектов со встроенными датчиками и программным обеспечением для сбора и обмена данными.rtf

• Рубежный контроль 2.docx

• Лабораторная работа 4 по учебному курсу Экология Студент.docx

• Методические рекомендации для обучающегося по прохождению учебнойпроизводственной практики в качестве помощника специалиста Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по направлению подготовки (специальности).pdf

• Создание и подготовка ополчения.pdf