1 2 3 4 5 Ім'я файлу: Lab_prak_R7.doc Розширення: doc Розмір: 2781кб. Дата: 19.04.2022 скачати Пов'язані файли: КурсоваПушкарьов.docx 7.4 Коло змінного струму з активним опором і ємністюРозглянемо коло, яке складається з резистора опором R і конденсатора ємністю C, з’єднаних послідовно, і джерела змінної напруги (Рис.7.6а). У колі виникає змінний струм тієї ж частоти , амплітудне значення якого, а також зсув фаз між ним та напругою визначаються параметрами кола R і C. Для визначення I0 і U0 скористаємося методом векторних діаграм. За опорну вісь оберемо вісь струмів (Рис.7.6б), оскільки з’єднання елементів кола послідовне і струм в усіх ділянках кола однаковий. Змінний струм викликає спад напруги на резисторі R, амплітуда якої дорівнює , а величини і і коливаються в однаковій фазі. Тому на осі струмів відкладаємо вектор , що відповідає в певному масштабі величині . Коливання напруги на ємності відстають від струму на , тому вектор повернутий відносно струму на кут за рухом стрілки годинника. Сумарний спад напруги в колі дорівнює векторній сумі спадів напруг і . З рис.7.6б видно, що , (7.11) звідки , (7.12) де величина називається повним опором ділянки кола змінного струму, що містить активний опір і ємність. Оскільки і , то у співвідношенні (7.12) амплітудні значення U0 і I0 можна замінити на їх діючі значення U і I. Вираз (7.12) називають законом Ома для кола змінного струму, що містить R і C , який можна сформулювати таким чином : величина змінного струму прямо пропорційна напрузі, прикладеній до ділянки кола і обернено пропорційна її повному опору. 7.5 Потужність у колі змінного струму. Протікаючи по провіднику, змінний струм, так само як і постійний зумовлює нагрівання цього провідника. Кількість енергії , що витрачається за одиницю часу на нагрівання провідника називається активною потужністю. Активна потужність, що виділяється на ділянці кола, яке містить лише активний опір (Рис.7.2а ) R визначається за формулою . (7.13) Враховуючи, що і , активну потужність Р можна виразити через амплітудні значення струму і напруги . (7.14) Якщо ділянка кола крім активного опору містить ще й реактивний опір ХL ( Рис. 7.4а ), або ХС ( Рис. 7.6а), то згідно з приведеними векторними діаграмами (Рис. 7.4в) і ( Рис. 7.6в) між коливаннями напруги і струму в таких ділянках існує зсув фаз . З векторних діаграм випливає, що . Тоді активна потужність, що виділяється на ділянці кола, яка містить реактивний опір визначається за формулою (7.15) Зсув фаз між коливаннями сили струму і напруги визначається співвідношенням . (7.16) Величина формулі (7.15) називається коефіцієнтом потужності в колі змінного струму. Коефіцієнт потужності в колі змінного струму можна визначити з (7.15) за відомими значеннями потужності і діючими значеннями струму і напруги . (7.17) Лабораторні роботи ( Змінний струм ) Лабораторна робота №13 Визначення коефіцієнта потужності і перевірка закону Ома для кола змінного струму Мета роботи: визначити коефіцієнт потужності та перевірити закон Ома для змінного струму при наявності ємності в електричному колі. Перед виконанням роботи необхідно вивчити теоретичний матеріал поданий у розділах 7.4 та 7.5 Прилади та обладнання: амперметр, вольтметр, ватметр, герцметр, конденсатори, реостат, провідники. Порядок виконання роботи. Зібрати схему, як показано на рис. 7.7 . Замкнути коло, встановити за допомогою реостата величину струму у колі, вказану на робочому місці. Виміряти потужність ватметром , силу струму і напругу – відповідно, амперметром та вольтметром. Прилади вимірюють діючі значення струму і напруги. Під’єднання вольтметра для визначення напруги на різних ділянках кола, показано на схемі пунктирними лініями. Розрахувати за формулою (7.17). Результати вимірів занести в таблицю 1 і 2. Виміряти напругу на активному опорі вольтметром і вирахувати R за формулою . Виміряти напругу на конденсаторі і обчислити його опір . Розрахувати ємність конденсатора . Виміряти герцметром частоту змінного струму f і обчислити циклічну частоту . За формулою (7.16) розрахувати і порівняти це значення з отриманим раніше. Використовуючи формулу обчислити значення , за виміряними раніше і . Порівняти обчислене значення з виміряним U. Вимірювання повторити при інших значеннях активного опору. Визначити похибку вимірювання , обчисливши її за формулою (7.17). Таблиця 1
Таблиця 2
Контрольні запитання Що таке ? При яких умовах дорівнює одиниці, при яких нулю ? Як залежить потужність в колі змінного струму від ? Яке значення струму називається діючим або ефективним ? Вивести закон Ома для кола змінного струму, яке складається з послідовно з’єднаних активного опору та ємності. Пояснити, чому коливання напруги на конденсаторі відстають за фазою на від коливань струму, що протікає через цей конденсатор. Правила техніки безпеки Збирати схему і здійснювати перемикання тільки при вимкнутих розетках „ 220 В ”. Без перевірки викладача схему не вмикати. Під час роботи з реостатом повзунок переміщати лише однією рукою, інша рука при цьому не повинна торкатися інших приладів з металевими поверхнями. Не торкатись виводів конденсатора „ С ”. Під час роботи не торкатись контактів руками. Після закінчення роботи від’єднати схему. Лабораторна робота № 15 Перевірка закону Ома для електричного кола змінного струму з R i C. Мета роботи: перевірити закон Ома для кола змінного струму. Перед виконанням роботи необхідно вивчити теоретичний матеріал з розділу 7.4 Прилади і обладнання : реостат, батарея конденсаторів, амперметр, вольтметр, частотомір, джерело змінної напруги. Рис.7.8 1 2 3 4 5 |