Лабораторные работы по электротехнике

[an error occurred while processing this directive]

Реактивная мощность конденсатора

Когда конденсатор подключен к переменному синусоидальному напряжению, в нем возникает синусоидальный ток, опережающий напряжение на 90о (рис. 4.5.1).

Рис. 4.5.1

Мгновенная мощность, потребляемая конденсатором (как и любой другой цепью) определяется как произведение напряжения и тока:

p = u×i

График изменения этой мощности можно построить, перемножая попарно ординаты графиков u(t) и i(t), взятые в один и тот же момент времени. Полученная таким образом кривая (рис. 4.5.1) представляет собой синусоиду двойной частоты с амплитудой.

QC = UCm × ICm /2 = UC × IC.

Когда p>0, конденсатор заряжается, потребляя энергию и запасая ее в электрическом поле. Когда p<0, он отдает ее другим элементам цепи, являясь источником энергии. Величина QC является максимальной мощностью, потребляемой или отдаваемой конденсатором, и называется емкостной реактивной мощностью.

Средняя (активная) мощность, потребляемая конденсатором, равна нулю.

Экспериментальная часть

Задание

Выведите кривые тока и напряжения конденсатора на экран виртуального осциллографа, перенесите их на график и постройте кривую изменения мгновенных значений мощности перемножением мгновенных значений напряжения и тока.

Порядок выполнения эксперимента

Соберите цепь согласно схеме (рис. 4.5.2), подсоедините к ней регулируемый источник синусоидального напряжения с параметрами: U = 5 B и f = 1 кГц.

Рис. 4.5.2

Включите виртуальные приборы V0, A1 и осциллограф.

«Подключите» два входа осциллографа к приборам V0 и A1, а остальные отключите.

Установите параметры развёртки осциллографа так, чтобы на экране было изображение примерно одного-двух периодов напряжения и тока.

Включите блок «Приборы II», выберите из меню функции «Активная мощность» и «Реактивная мощность», подключите их к V1 и A1, запишите значения реактивной мощности QC и убедитесь, что активная мощность близка к нулю.

Занесите данные осциллографирования напряжения и тока конденсатора в табл. 4.5.1 соответственно указанным моментам времени. Выполните вычисления мгновенных значений мощности.


Таблица 4.5.1

Время t, мс

Ток iC, мА

Напряжение uC, В

p = uC×iC, мВт

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

Перенесите данные табл. 4.5.1 на график (рис.4.5.3).

Рис. 4.5.3

По графику p(t) определите максимальное значение (реактивную мощность) и сравните ее с реактивной мощностью, измеренной варметром.

По осциллограмме: QC = …… мВт;

По варметру: QC = …… ВАр.

Начертательная геометрия, физика полупроводников