Повторить опыт при двух других значениях емкости конденсатора.

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ АКТИВНЫХ

И РЕАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕПИ

СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

Цель работы

Изучение пассивных двухполюсников, содержащих соединенные параллельно активные и реактивные (индуктивный, емкостный) элементы в различных сочетаниях.

Построение векторных диаграмм токов и топографических диаграмм напряжений цепей указанного топа.

Опытное определение параметров пассивных двухполюсников.

Построение треугольников проводимостей, сопротивлений, мощностей.

Изучение вопроса о повышении коэффициента мощности потребителей путем включения компенсирующих устройств.

Изучение явления резонанса токов в параллельном колебательном контуре.

Рабочее задание

1. Ознакомиться с используемым в лабораторной работе оборудованием и приборами.

2. Исследовать параллельное соединение резистора и конденсатора.

3. Исследовать параллельное соединение резистора и катушки индуктивности.

4. Провести повышение коэффициента мощности электрической цепи.

5. Исследовать резонанс токов.

6. Построить топографическую диаграмму разветвленной электрической цепи.

Методические указания

К пункту 1 рабочего задания

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Источником питания служит регулируемый источник синусоидального напряжения.

Элементами, входящими в исследуемые пассивные двухполюсники, являются резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности.

Для измерения используются мультиметры и виртуальные приборы измерения (см. раздел 9).

К пункту 2 рабочего задания

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ РЕЗИСТОРА И КОНДЕНСАТОРА

Собрать схему (рис. 3.1).

Установить величину и частоту напряжения в соответствии с заданным вариантом (номер варианта соответствует номеру бригады см. табл. 3.1).

Таблица 3.1. Варианты задания напряжения

№ варианта
U,	В
f,	Гц

Установить резистор и конденсатор с заданными сопротивлением и емкостью в диапазоне R=200…470 Ом и C= =0,47…1,22 мкФ.

Снять показания приборов, занести в табл. 3.2. Угол сдвига между напряжением и током измерить с использованием виртуального фазометра.

Повторить опыт при двух других значениях емкости конденсатора.

Таблица 3.2. Результаты измерений к п. 2 задания

Номер опыта	C, мкФ	R, Ом	U,	I,	I_G,	I_C,	P,	φ, град.
В	А	А	А	Вт

Построить векторную диаграмму токов и напряжений для каждого из опытов (на одной комплексной плоскости). Обратить внимание на изменение сдвига фаз между током и напряжением при изменении емкости конденсатора.

Для одного из режимов измерить с помощью виртуальных приборов, а также рассчитать коэффициент мощности cosφ цепи, реактивную Q и полную S мощности, активную G, реактивную B_с и полную Y проводимости исследуемого двухполюсника, построить треугольники проводимостей и мощностей. Записать в комплексной форме проводимость и мощность двухполюсника. Полученные данные занести в табл. 3.3 и сравнить их.

Векторная диаграмма для одного из опытов параллельного соединения резистора и конденсатора представлена на рис. 3.2.

Таблица 3.3.Результаты измерений и расчета

Параметр	cos φ	Q, ВАр	S, ВА	G, См	B_с, См	Y, См
Измерение
Расчет

Рис.3.2. Векторная диаграмма и треугольники мощностей и проводимостей для RC цепи

При расчете использовать следующие формулы:

– коэффициент мощности цепи;

– активная мощность;

– реактивная мощность;

– комплекс полной мощности;

Активную, реактивную и полную проводимость рассчитываем по выражениям:

Комплексная проводимость электрической цепи

Треугольники мощностей и проводимостей представлены на рис. 3.2.

Определить входное сопротивление двухполюсника при его последовательной схеме замещения (активное, реактивное, полное). Записать входное сопротивление в комплексной форме. Указанные величины рассчитываются по формулам:

где .

Убедитесь в правильности соотношений