Коэффициент мощности
cosφ = R/Z=1
Мощность
P = UI cosφ = UI = S → min,
где S – полная мощность.
Такое состояние в последовательной цепи переменного тока, когда ХL = ХC носит название резонанса напряжений. В этом случае из сети потребляется только активная мощность, которая расходуется на нагрев катушки, а реактивная мощность Q = UIsinφ не потребляется (sinφ = 0).
Обычно активное сопротивление катушки во много раз меньше индуктив-ного. В момент резонанса индуктивное сопротивление равно емкостному, следовательно, индуктивная составляющая напряжения на катушке UL = XLI равна емкостной составляющей напряжения на конденсаторе UC = XC I .
В момент резонанса ток наибольший, поэтому UL=UC достигают больших величин, в несколько раз больше напряжения сети. Такое явление называется перенапряжением в электрических цепях.
1. Собрать схему (рис. 2).
2. Записать технические данные измерительных приборов и аппаратов
в соответствующую таблицу протокола.
3. Определить цену деления приборов.
4. После тщательной проверки схемы студентами и преподавателем,
5. предупредив всех членов бригады, произвести включение схемы.
6. Уменьшая Rнг (подключая параллельно сопротивления R1), провес-
ти пять опытов, записывая показания всех приборов в таблицу 2.
Таблица 2
Номер | Измерения | Вычисления | ||||||||||||
Uк | Uнг | Zk | Xк | Rк | φк | Rнг | ||||||||
7. Выполнить необходимые вычисления. Обработку результатов проводить по следующим формулам:
Z = U/I; Rнг= Uнг/I; Zk = Uk/I; Rк = (P/I2) – Rнг;
Xк= ; cos φ =P/(UI); cos φк = Rк / Zk;
L = XL/(2πƒ); ƒ = 50 Гц;
S = UI .
8. По данным табл. 2 построить три векторные диаграммы (рис. 4) и гра-фики зависимостей I, P, cosj, Uк, Uнг= f (Rнг) в одной системе координат.
1. Собрать схему (рис. 3).
2. Записать технические данные измерительных приборов и аппаратов в соответствующую таблицу протокола.
3. Определить цену деления приборов.
4. После тщательной проверки схемы студентами и преподавателем, предупредив всех членов бригады, произвести включение схемы.
5. Включив схему и убедившись в том, что все приборы нормально работают, производить опыт при максимальной емкости батареи конденсаторов.
Установить лабораторным автотрансформатором заданное преподавателем напряжение. Последовательно вводя перемычки в батарее конденсаторов, уменьшать сопротивление XC. (Напряжение сети во все время опыта должно поддерживаться с помощью лабораторного автотрансформатора постоянным, равным той величине, которая выбрана в начале опыта).
По мере увеличения сопротивления XC эквивалентное реактивное сопро-тивление схемы X уменьшается (имея при этом все еще, эквивалентный индуктивный характер). В связи с этим, происходит увеличение тока, мощности и напряжения на катушке и конденсаторе.
Когда будет достигнуто равенство индуктивного и емкостного сопротив-лений (ХL = XC) значения тока и мощности будут наибольшими. Напряжения на катушке и конденсаторе будут также значительно превышать напряжение сети.
Продолжая далее выводить емкости, т.е. продолжая увеличивать емкост-ное сопротивление ХС, мы тем самым производим дальнейшее увеличение реактивного сопротивления схемы X, которое будет теперь иметь при этом эквивалентный емкостной характер. При этом ток, мощность и напряжения на катушке и конденсаторе начнут уменьшаться.
Во время проведения эксперимента нужно снять не менее пяти замеров при разных емкостных сопротивлениях. Результата опыта занести в табл. 3.
6. Обработку результатов производить по следующим формулам:
Z = U/I ; Zк = Uк/I ; R к = (P/I2);
Xк = ; XC = UC /I ; X = Xк – XC ;
cos φ = P/ (UI) ; L = XL/(2πƒ) ; C =1/( 2πƒXc) ;
ƒ = 50 Гц ; S = UI ;
Рассчитанные величины записываются в табл. 3.
Таблица 3
Номер | Измерения | Вычисления | ||||||||||||
Uк | UC | Zк | Xк | XC | R к | φк | ||||||||
Дата добавления: 2020-10-14; просмотров: 389;