Экспериментальное определение параметров элементов цепей переменного тока. 1. Цель работы Приобретение навыков определения параметров реальных устройств в цепях переменного тока с использованием закона Ома

Выполнить лабораторную работу.

Экспериментальное определение параметров элементов цепей переменного тока.

1. Цель работы

Приобретение навыков определения параметров реальных устройств в цепях переменного тока с использованием закона Ома по результатам измерения напряжения, тока и угла сдвига фаз φ между ними.

Перечень источников, приборов и минимодулей 

2. Порядок выполнения работы

2.1. Ознакомиться с лабораторной установкой (функциональный генератор ФГ, измеритель мощности ИМ, комплект минимодулей, наборное поле).

2.2. Собрать электрическую цепь с последовательным соединением измерителя мощности ИМ, мультиметра V, резистора R, конденсатора С и дросселя L (рис.1). 

Рис.1. Схема опытного определения параметров цепи

Величины тока I, фазового сдвига φ тока относительно напряжения U, активной P и реактивной Q мощности отображаются на дисплее измерителя мощности. Мультиметр измеряет переменное напряжение на пределе 20 В.

2.3. Для исследования дросселя L присоединить параллельно резистору и конденсатору соответственно перемычки П1 и П2, тем самым исключив резистор и конденсатор из цепи.

2.4. Включить электропитание стенда, функциональный генератор и измеритель мощности. Установить и поддерживать на функциональном генераторе частоту f=50 Гц и заданное преподавателем напряжение U. Величину напряжения контролировать по показаниям мультиметра. Произвести измерения указанных в табл. 1 величин в цепи с дросселем. Результаты измерений занести в табл. 1. Выключить функциональный генератор.

2.5. Снять перемычку П2 с конденсатора и перенести ее на дроссель. Включить функциональный генератор. Установить на нем прежние частоту и напряжение. Произвести измерения указанных в табл. 1 величин в цепи с конденсатором. Результаты измерений занести в табл. 1. Выключить функциональный генератор.

2.6. Снять перемычку П1 с резистора и перенести ее на конденсатор C. Включить функциональный генератор. Установить на нем прежние частоту и напряжение. Произвести измерения указанных в табл. 1 величин в цепи с резистором. Результаты измерений занести в табл. 1. Выключить функциональный генератор.

Таблица 1

Определение параметров элементов при частоте f=50 Гц

3. Расчеты и построения

3.1. По результатам измерений рассчитать полное сопротивление Z каждого элемента. Рассчитать его активную составляющие R и реактивную составляющую X двумя способами – используя измеренные мощности P и Q или измеренный угол фазового сдвига φ. В случае расхождения результата расчѐта разными методами определить для дальнейших расчѐтов среднее значение параметра. Рассчитать индуктивность L, ѐмкость C, сопротивление R. Результаты расчѐта занести в табл. 1.

3.2. Записать полные сопротивления в комплексном виде — как в алгебраической, так и в показательной форме.

3.3. Построить векторные диаграммы тока и напряжения для резистора, дросселя и конденсатора. Выбрать удобный масштаб для векторов напряжения и тока. Указать выбранные масштабы на векторных диаграммах.

3.4. Построить временные диаграммы напряжения и тока для каждого элемента с учѐтом фазового сдвига тока относительно напряжения.