Исследование электрической цепи переменного тока с активным и индуктивным сопротивлением

Цель работы: Изучить неразветвлённую цепь переменного тока, научиться строить векторные диаграммы, научится определять фазовый сдвиг векторов напряжения на активном и индуктивном сопротивлении.

Ход работы:

1. Собрал схему

Рисунок 1 – Схема неразветвленной цепи

где РА-прибор комбинированный 43101;

PV-прибор комбинированный Ц 4342;

R₁ - резистор, 200 Ом;

L₁ - катушка индуктивности.

2. Подключил схему к генератору трёхфазного напряжения и подал синусоидальное напряжение ~24В.

3. Измерил силу тока I в цепи I= 0,004 А

4. Измерил напряжение на входе схемы U и напряжение на активном U_a=U_R и индуктивном U_K сопротивлениях.

U = 4,88 В

U_a = U_R = 3,69 В

5. Вычислил полное сопротивление электрической цепи по формуле^:

Z=4,88/0,004=1220(0м).

6. Вычислил полное сопротивление катушки индуктивности по формуле

Z_K =3,69/0,004=922,5 (Om).

7. Измерил активное сопротивление катушки с помощью комбинированного прибора 43101.

8. Вычислил индуктивное сопротивление катушки по формуле:

(Ом)

9. Рассчитал индуктивное сопротивление катушки по формуле

R_a=3,16/0,004=790(Oм).

10. Рассчитал индуктивность катушки по формуле

L =920,1/2 ·3,14 ·50 = 2,93 (Гн).

11. Определил активное напряжение катушки по формуле

U_Rk =0,004 ·67=0,268(В).

12. Нашёл индуктивное напряжение катушки по формуле

U_L =0,004 ·920,1 = 3,68 (В).

13. Вычислил активную мощность, потребляемую в электрической цепи по формуле

Р_а =0,004² (790+67)=0,013712 (Вт).

14. Рассчитал реактивную мощность цепи по формуле

Q=0,004² ·920,1 = 0,014722 (ВАр).

15. Нашёл полную мощность цепи по формуле

(ВА).

16. Определил угол сдвига фаз в цепи по формуле

Р_а /S=0,013712/0,020118=0,682

17. Данные расчётов и измерений, записал в таблицу.

Таблица 1 - протокол испытаний:

18. По результатам измерений и расчётов, построил Векторную диаграмму и треугольники сопротивлений и мощностей:

Рисунок 2 - векторные диаграммы

где а) векторная диаграмма напряжений;

б) треугольник сопротивлений;

в) треугольник мощностей.

Вывод

Научился рассчитывать электрические цепи переменного тока с активным и индуктивным сопротивлениями, и определять сдвиг фаз в такой цепи.