Материал: Иссл-е ЭЦ. Лаб.практикум по дисц-не ТОЭ ч2.ГТИ,ЛВС,ПЕВ,ФАР,2007
Для определения сдвига фаз используется блок фазометр. Для
измерения тока используется настольный амперметр с пределами измерений 0,25 А, 0,5 А, 1 А.
В качестве катушки Lк в данной работе используется вторичная обмотка ax трансформатора Т1 (переключатель SA1 находится в положении З). Номинальный режим работы катушки не предусматривает длительное превышение тока свыше 0,5 А. Ключи, указанные в схеме (рис. 15.4), расположены в блоке коммутации. Для измерения напряжения используется электронный вольтметр.
4. ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ
Повторить раздел курса ТОЭ “Явление феррорезонанса в нелинейных цепях”. Ознакомиться с имеющимся оборудованием.
5. РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ
Часть 1
5.1.Построить вольтамперную характеристику катушки с ферромагнитным сердечником. Ток выше Iн = 0,5 А не превышать.
5.2.Пренебрегая потерями и высшими гармониками, рассчитать емкость конденсатора, соединенного последовательно с
катушкой, для тока в режиме резонанса (0,5 ÷ 0,7)Iн .
Построить вольтамперную характеристику цепи по экспериментальной вольтамперной характеристике катушки и рассчитанной вольтамперной характеристике конденсатора. Определить, при каком напряжении U произойдет скачок тока и какое напряжение будет на катушке Uк в режиме после скачка тока.
5.3. Собрать электрическую цепь по схеме, изображенной на рис. 15.4. Конденсатор Cд закоротить. Получить зависимость
напряжения на катушке и тока в цепи от общего напряжения при плавном увеличении, а затем уменьшении последнего. Результаты измерений свести в табл. 15.1.
|
|
|
|
Таблица 15.1 |
№ |
Прямой ход |
Обратный |
U, В Uk, В |
Uc, В φ, град I, А |
пп |
→ |
ход |
→ ← → ← → ← → ← → ← |
|
|
|
← |
||
|
|
|
Фазометр |
|
|
Авто- |
|
U |
a |
|
CД |
C |
рV |
|
|
транс- |
|
Uk |
V |
|
форма- |
|
||
|
|
|
||
|
тор |
|
|
Lk |
|
|
|
I |
|
|
|
рΑ |
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
A |
* |
|
Рис. 15.4.
5.4.По результатам измерений п. 5.3 построить кривые
зависимости тока и напряжений на индуктивной катушке и конденсаторе от приложенного напряжения. На этом же графике
построить расчетную кривую зависимости тока от приложенного напряжения, которую можно получить, пользуясь вольтамперной характеристикой цепи, построенной в п. 5.2.
Сравнить эту кривую с соответствующей опытной кривой, объяснить различие между ними, а также различие между расчетным
иопытным значением напряжения Uк в режиме после скачка.
5.5.Определить напряжения на емкости – UC, на катушке – Uк
иток до и после скачка при одинаковых значениях общего напряжения. Построить векторные диаграммы цепи для этих двух режимов. Объяснить, почему явление скачка тока в
феррорезонансной цепи называют также явлением опрокидывания фазы.
5.6.С помощью векторных диаграмм п. 5.5 определить
эквивалентные активное Rэ и индуктивное Xэ сопротивления катушки для обоих режимов, полагая Rэ и Xэ соединенными последовательно. Объяснить изменение их с увеличением тока катушки.
5.7. Подключить вольтметр pV к точкам а и б и получить
вольтамперную характеристику соединенных последовательно индуктивной катушки и конденсатора при плавном изменении тока в цепи Uаб(I), для этого включить дополнительную емкость Cд = (1,2÷1,5)С . Построить зависимость Uаб(I). Обратить внимание на “падающий” участок.
5.8. По результатам измерений п. 5.3 и п. 5.7 построить
зависимости угла сдвига фаз между током и приложенным напряжением в функции от тока ϕ(I) .
5.9. По результатам исследований сделать выводы.
Часть 2
5.10.Собрать электрическую цепь по схеме, изображенной на рис. 15.5. Получить осциллограммы тока, напряжения на индуктивной катушке, конденсаторе и приложенного входного напряжения для двух режимов: до и после скачка и для резонансного случая.
5.11.По результатам исследований сделать выводы, обратив особое внимание на форму кривых и сдвиги по фазе.
|
|
рΑ |
|
|
|
Коммутатор |
|
|
|
|
С |
а |
1 2 3 |
|
|
|
|
A |
в |
|
|||
Авто- |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Lk |
|
|
|
транс- |
|
R=30 Ом |
|
выход |
“Y” |
||
форма- |
г |
|
|
||||
|
|
|
|
||||
тор |
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 15.5. |
|
|
|
|
|
РЕКОМЕНДОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учебник для вузов .-10-е изд.-М.: Гардарики, 2002.-638с.:с черт.;21см.
2.Теоретические основы электротехники: Учеб. для вузов/К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин.-4-е изд., доп. для самост. изучения курса. -СПб.:Питер.-(Учебник для вузов).- Т.2.-2003.-576 с.:ил.
Составители: Т.И. Гусейнова, В.С. Лукманов, Е.В. Парфенов, А.Р. Фатхиев
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
Лабораторный практикум по дисциплине
«Теоретические основы электротехники»
Часть 2
Подписано к печати . Формат 60х84 1/16.
Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Times New Roman Cyr. Усл. печ. л. . Усл. кр.-отт. .Уч.-изд. л. .
Тираж экз. Заказ №
ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет
Центр оперативной полиграфии УГАТУ 450000, Уфа-центр, ул. К.Маркса,12