Исследование электрической цепи переменного тока с активным и индуктивным сопротивлением

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 Ua=UR и индуктивном UK сопротивлениях.



U = 4,88 В

Ua = UR = 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





ZK =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





Ra=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





URk =0,004 ·67=0,268(В).



12. Нашёл индуктивное напряжение катушки по формуле





UL =0,004 ·920,1 = 3,68 (В).



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





Ра =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





Ра /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.