Протокол измерений к лабораторной работе №8

«Исследование режима резонанса при параллельном соединении катушки индуктивности и конденсатора»

 

Рисунок 1П – Схема электрической цепи

 

Параметры цепи

L=….. мГн              R_к=…. Ом               C =…..   мкФ

Предварительные расчеты

Волновое сопротивление контура ....          Ом

Резонансная ЧАСТОТА ……. Гц

Резонансный ток ……        А

Экспериментальные данные представлены в табл.1П.

Напряжение U=…… В, …… Гц.

 

Таблица 1П

Результаты измерений

 

F, Гц		I, мА	IRL, мА	IC, мА	φ, град
	0,2
	0,4
	0,6
	0,8
	1,0
	1,1
	1,2
	1,4
	1,6
	1,8
	2,0

 

Работу выполнил: ____________________________________

Работу проверил: ____________________________________

Содержание отчета

1. Нарисовать схему замещения исследуемой электрической цепи, указать величины параметров R_к, L, C. Записать рассчитанные в протоколе измерений значения резонансной частоты f ₀ волнового сопротивления ρ, добротности Q и величину резонансного тока I ₀ .

2. По данным таблицы 1П. протокола измерений рассчитать в относительных единицах частоты  частотные характеристики  Результаты расчета записать в таблицу.

3. По данным п.2 построить зависимости от относительной частоты v экспериментальных значений токов в ветвях и расчетных значений активной и реактивной составляющих тока. Зависимости строить на одном рисунке.

4. По графикам п.3 определить добротность Q контура. Сравнить ее со значением, рассчитанным по параметрам цепи.

5. По данным п.5 построить в масштабах векторные диаграммы тока и напряжений при резонансной частоте.

 

4 Контрольные вопросы

1. В чем заключается явление резонанса токов?

2. Как можно определить активную проводимость цепи?

3. Как можно определить реактивную проводимость цепи?

4. Как можно определить полную проводимость цепи?

5. Как можно определить углы сдвига фаз через проводимости цепи?

6. Как можно определить активную составляющую общего тока при параллельном соединении элементов?

7. Как можно определить реактивную составляющую общего тока при параллельном соединении элементов?

Лабораторная работа № 9

Трехфазная цепь, соединенная звездой

Цель работы: экспериментальное исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении нагрузки звездой.

 

Общие сведения

Трехфазной цепью называется совокупность трех электрических цепей (фаз), в которых действует система трех синусоидальных э.д.с. одной и той же частоты, сдвинутых по фазе на определенный угол и создаваемых общим источником электрической энергии.

Фазы трехфазной цепи обозначаются буквами А, В, С. Если три э.д.с. е_А, е_В и е_С равны по амплитуде и сдвинуты по фазе одна относительно другой на угол 2π/3, то такую систему называют симметричной трехфазной системой Э.д.с.  образуют симметричную трехфазную систему прямой последовательности.

Фазы трехфазной цепи всегда соединены (связаны). Основными видами связи являются соединения звездой и ттреугольником.

На рис. 9.1 показан способ соединения фаз трехфазного источника звездой. Напряжения U_AN , U_BN , U_CN называют фазными, напряжения U_AB , U_BC , U_CA – линейными. В симметричном источнике U_AN = U_BN = U_CN = U _ф,

U_{A В} = U_{B С} = U_{C А}= U _л, причем .

На рисунке 9.1 нагрузка также соединена звездой. Напряжение U_an , U_bn , U_cn называют фазными, напряжения U_ab , U_bc , U_ca – линейными. При соединении в звезду токи I_A , I_B , I_C являются и фазными и линейными одновременно.

 

Рисунок 9.1 – Схема соединения фаз звездой

 

    На рисунке 9.2 показана топографическая диаграмма напряжений и векторная диаграмма токов для случая симметричной трехфазной цепи Z_A = Z_B= Z_C = R. В симметричном режиме токи I_A = I_B= I_C = I _Л = I _Ф, напряжение U_AN = U_BN = U_CN = U _ф. Ток в нейтральном проводе I_N=0, напряжение U_nN =0.

 

 

Рисунок 9.2 – Топографическая диаграмма напряжений

 

    При несимметричной нагрузке Z_A ≠ Z_B≠ Z_C напряжение U_nN зависит от характера нагрузки и наличия нулевого провода. На рисунке 9.3 в качестве примера представлены диаграммы трехфазной цепи с 4-х проводной схемой соединения (Z_N=0), а рисунке 9.4 – с 3-х проводной схемой соединения (Z_N=∞). Нагрузка фаз резистивная.

 

 

Рисунок 9.3 – Диаграмма 4-х проводной трехфазной цепи

 

Для измерения активной мощности в трехпроводной схеме трехфазной цепи применяется метод двух ваттметров. Один из вариантов включения ваттметров представлен на рисунке 9.5. Активная мощность трехфазной цепи равна алгебраической сумме показаний ваттметров.

 

P _3Ф = P_{W 1} + P_{W 2}

 

 

Рисунок 9.4 – Диаграмма 3-х проводной трехфазной цепи

Рисунок 9.5 – Схема включения ваттметров

Содержание и порядок выполнения работы

    В лабораторной работе исследуют режимы работы трехфазной цепи с 4-х проводной (звезда с нейтральным проводом) и 3-х проводной (звезда без нейтрального провода) схемой соединения.

    Источником симметричного трехфазного напряжения является модуль ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ( UZ 1). Фазное напряжение U_ф=7В.

    Измерения выполняются компьютерным измерительным комплексом. Ввод данных в компьютер выполняет модуль ВВОД-ВЫВОД.

    Шунт R_ш1, R_ш2, R_ш3 и R_ш4, резисторов каналов А1, А2, А3 и А4 из блока МОДУЛЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ.

    Трехфазную нагрузку собирают из элементов блоков МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВ, МОДУЛЬ РЕАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

 

    4-х проводная трехфазная цепь

· Собрать схему 4-х проводной трехфазной цепи (рисунке 1П протокола измерений). Прямое следование фаз. Установить в блоке МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВ сопротивления R ₁ = R ₂ = R ₃=100 Ом.

· Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.

· Включить компьютер, дождаться окончания загрузки Windows ;

· Запустить программу LCView. В центре экрана монитора появляется список лабораторных работ; справа вверху появляется надпись «Автоматическое управление»

· Выбрать работу №9 «Трехфазная цепь, соединенная звездой (4-х проводная)».

· На экране появляются окна измерительных приборов:

U

                    

←

I3

I2

I1

 результат измерения фазных U_AN, U_BN, U_CN и линейных U_{A В} , U_{B С},U_{C А} напряжений; 

← результаты измерения токов     I_A , I_B, I_C и I_N.

 

· Включить выключатель QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ, тумблер SA 1 модуля ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ( UZ 1) и тумблер СЕТЬ модуля ВВОД-ВЫВОД.

· Используя ВХОД 1 модуля ВВОД-ВЫВОД измерить фазные напряжения U_AN, U_BN, U_CN и линейные напряжения U_AВ,U_BС,U_CА МОДУЛЯ ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ. Измеренные значения занести в протокол измерений. Проверить выполнения отношений линейных и фазных напряжений.

· Симметричный режим. Измерить токи фаз: I_A (ВХОД 2), I_A (ВХОД 3), I_C (ВХОД 4). Переключить ВХОД 4 на шунт R_ш4 и измерить ток I_N. Используя ВХОД 1 модуля ВВОД-ВЫВОД измерить фазные напряжения U_an, U_bn, U_cn. Измеренные значения напряжений, токов занести в табл. 1П протокола измерений. Указанный порядок действий применить в остальных опытах.

· Несимметричный режим. Установить в блоке МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВ сопротивление R ₁=150 Ом, R ₂=68 Ом. Выполнить измерения, данные занести в табл. 1П. Восстановить симметричный режим.

· Обрыв фазы А. Разорвать фазу А на участке Х2 – а (I_A =0). Выполнить измерения, занести данные в табл. 1П. Восстановить цепь фазы А.

· Включения нагрузки С→n; N→с. Подключить фазу С нагрузки к точке N источника, а нулевой провод к фазе С источника. Выполнить измерения, данные занести в таблице 1П. Восстановить симметричный режим.

· Выключить тумблер SA 1 модуля ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

Окончить работу программы LCView. Для этого:

· Правой кнопкой мыши «кликнуть» на ярлыке «Автоматическое управление».

· В появившемся списке выбрать «Закрыть».

                     

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: