Лабораторные работы по электротехнике

Графика
Разьемные соединения
Соединение шпилькой
Эскизирование деталей
Машиностроительное черчение
Начертательная геометрия
Контрольная по математике
Матрицы
Математический анализ
Вычисление интеграла
Методические указания
Экономические задачи
Физика, ТОЭ
Электроника полупроводников
Оптоэлектроника
Примеры выполнения курсовой работы по электротехнике
Лабораторные работы по электротехнике
Регулирование тока и напряжения приемника
Исследование резонанса напряжений
Исследование резонанса токов
Исследование пассивного четырехполюсника
Активная мощность цепи синусоидального тока
Цепи синусоидального тока с конденсаторами
Реактивное сопротивление конденсатора
Последовательное соединение конденсаторов
Реактивная мощность конденсатора
Цепи синусоидального с катушками индуктивности
Параллельное соединение катушек индуктивности
Последовательное соединение резистора и конденсатора
Последовательное соединение резистора и катушки индуктивности
Мощности в цепи синусоидального тока
Трансформаторы
Трехфазные цепи синусоидального тока
Аварийные режимы трёхфазной цепи
Переходные процессы в линейных электрических цепях
Затухающие синусоидальные колебания в R-L-C контуре
Исследование магнитного поля
Сопромат
Задачи по сопротивлению материалов
Строительная механика
Геометрические характеристики плоских сечений
Расчет балок на жесткость
Упругие колебания систем
Энергетика
Атомная энергетика
Электроэнергетика
Системы теплоснабжения
Эксплуатация газотурбинных электростанций
Малая гидроэнергетика
Развитие нетрадиционной энергетики
Гелиоэнергетика
Геотермальная энергия
Энергия Мирового океана
Проектирование систем геотермального теплоснабжения
Расчет ветродвигательных установок
Туризм
История абстрактного искусства
Куда поехать?
Остров Пасхи
Испания
Канарские острова
Мальдивские острова
Шоппинг
Экскурсии в Мале
Зоны серфинга и близлежащие острова

Курорт Four Seasons на острове Куда Xypaa

Параллельное соединение катушек индуктивности

При параллельном соединении катушек (рис. 5.4.1) эквивалентная индуктивность цепи меньше индуктивности наименьшей катушки. Вычисляется она по формуле:

1/LЭ = 1 ¤ (1 ¤ L1 + 1 ¤ L2+ 1 ¤ L3+...).

Рис. 5.4.1

Если последовательно соединены только 2 катушки, общая индуктивность равна

LЭ = L1 × L2 ¤ (L1 + L2).

Токи в отдельных катушках обратно пропорциональны соответствующим индуктивностям и их сумма равна общему току цепи. Напряжение, приложенное к каждой катушке, одинаково и равно U.

Экспериментальная часть

Задание

Докажите путем измерения токов и напряжений, что эквивалентная индуктивность цепи с параллельным соединением катушек меньше индуктивности наименьшей катушки и что измеренные индуктивные реактансы и индуктивности связаны соотношением:

XL = wL

Порядок выполнения эксперимента

Соберите цепь согласно схеме (рис. 5.4.2), подсоедините регулируемый источник синусоидального напряжения с параметрами U = 5 В и f = 1 кГц.

Измерьте с помощью мультиметра или виртуальных приборов общий ток цепи I,

Рис. 5.4.2

токи параллельных ветвей I1, I2, I3 и падения напряжение U на катушках, занесите данные измерений в табл. 5.4.1

Таблица 5.4.1

U, В

I, мА

I1, мА

I2, мА

I3, мА

Вычислите индуктивные реактансы XLЭ, XL1, XL2, XL3 по формуле XL =U ¤ IL.

Определите индуктивности отдельных катушек и общую индуктивность цепи по формуле L = XL ¤ w.

Проверьте вычислениями величину индуктивности LЭ, найденную экспериментально.

Вычисление индуктивных реактансов:

XL1 = UL1 ¤ IL1 =

XL2 = UL2 ¤ IL2 =

XL3 = UL3 ¤ IL3 =

XLЭ = U ¤ I =

Вычисление индуктивностей:

L1 = XL1 ¤ w =

L2 = XL2 ¤ w =

L3 = XL3 ¤ w =

LЭ = XLЭ ¤ w =

Проверка общей индуктивности расчетом:

LЭ = 1 ¤ (1 ¤ L1 + 1 ¤ L2+ 1 ¤ L3) =.


Реактивная мощность катушки индуктивности

Когда катушка индуктивности подключена к переменному синусоидальному напряжению, в ней возникает синусоидальный ток, отстающий по фазе от напряжения на 90о (рис. 5.5.1).

Изменение во времени мгновенной мощности, потребляемой в катушке, может быть представлено на графике (рис. 5.5.1) путем перемножения мгновенных значений тока i и напряжения u. Положительная полуволна кривой мощности равнозначна подведению энергии к катушке. Во время отрицательной полуволны катушка отдает запасенную ранее энергию магнитного поля. В идеальной катушке потерь активной мощности нет. В действительности же возвращаемая энергия всегда меньше потребляемой из-за потерь энергии в активном сопротивлении катушки.

Рис. 5.5.1

В идеальной катушке (при R=0) график мощности p(t) представляет собой синусоиду двойной частоты (см. рис. 5.5.1) с амплитудой

QL = ULm ILm/2 = UL IL.

Это значение является максимальной мощностью, потребляемой или отдаваемой идеальной катушкой индуктивности. Она называется индуктивной реактивной мощностью.

Средняя (активная) мощность, потребляемая такой катушкой, равна нулю.

Экспериментальная часть

Задание

Выведите кривые тока и напряжения катушки 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. 5.5.2), подсоедините к ней регулируемый источник синусоидального напряжения с параметрами: U=5…7B и f = 200 Гц. В качестве индуктивности с малым активным сопротивлением используйте катушку трансформатора 300 витков, вставив между подковами разъемного сердечника полоски бумаги в один слой (немагнитный зазор).

Рис. 5.5.2

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 дополнительных приборов, выберите из меню приборы «Активная мощность» и «Реактивная мощность» и подключите их к V1 и A1. Запишите значения реактивной мощности QL и активной P. Убедитесь, что P <<QL.

Занесите данные осциллографирования напряжения и тока в катушке в табл. 5.5.1 соответственно указанным в ней моментам времени, выполните вычисления мгновенных значений реактивной мощности.

Таблица 5.5.1

Время t, мс

Ток iL, мА

Напряжение uL, В

p= uL iL, 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. 5.5.1 на график (рис. 5.5.3).

Рис. 5.5.3

По графику p(t) определите максимальную возвращаемую мощность (реактивную мощность)

QL= (Рмакс – Рмин) / 2 =

Сравните эту мощность с мощностью, измеренной варметром:

QL= …


Цепи синусоидального тока с резисторами, конденсаторами и катушками индуктивности

Эксперименты данного раздела касаются взаимодействия резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности при переменном синусоидальном напряжении.

Цель состоит в измерении и расчете токов, напряжений и их фазовых сдвигов, также как и эквивалентных параметров цепей при параллельном и последовательном соединении резисторов, конденсаторов и катушек.

Действующие значения и фазы соответствующих величин могут быть показаны на векторных диаграммах или на осциллограммах.

На векторной диаграмме каждая синусоидальная функция времени (ток или напряжение) представляется вектором, длина которого соответствует в выбранном масштабе амплитуде или действующему значению, а направление определяется начальной фазой, отсчитываемой от выбранного начала отсчета углов. Например, напряжение u = Um sin (wt+y) изображается вектором длиной Um или Um/Ö2, расположенным под углом y к горизонтали. Векторные изображения синусоидальных величин в дальнейшем будут подчеркиваться.

Начертательная геометрия, физика полупроводников