Л.Р. №3 Ражабов Х.А. 241807. Последовательное соединение резистора, катушки и конденсатора в цепи переменного тока

Скачать 0.63 Mb. Название Последовательное соединение резистора, катушки и конденсатора в цепи переменного тока Дата 26.04.2020 Размер 0.63 Mb. Формат файла Имя файла Л.Р. №3 Ражабов Х.А. 241807.docx Тип Отчет #119319

С этим файлом связано 26 файл(ов). Среди них: РГР Пример.docx, Задание на практическое занятие1.docx, курс. проект ( школа ).PDF, Эссе.docx, igp.doc, kursovaya_IgorBurkov.docx, KR_monosakharidy_Rakova.docx, Сотрудничество и соперничество РП.pdf, ИГРЫ СО СТАКАНЧИКАМИ.docx, Гигиена.docx, 2_Dnevnik_po_praktikumu_4NO.doc, Мое мировоззре́ние.docx, Поебота золотая.docx, sr2.docx, Kursovoy_proekt_GGD.docx, е.docx, kursovaya_po_fizilogii_vistseralnykh_sistem1.docx, HELPING CHILDREN COPE WITH STRESS.docx, Sotsiologia_upravlenia.docx, Задание на расчет риска ЗО 2018 год.doc, 3.pdf, esse.docx, Стадии психосексуального развитие.docx, нумерация гель-лаков.docx, Анализ матричных вычислений. Ленточный метод, блочный метод.pptx, landoeyu.pdf и ещё 16 файл(а). Показать все связанные файлы Подборка по базе: Сварное соединение.doc, 11.20-КТЭС Здобнов болтовое соединение-А4.pdf, отсчет ЛР3 Трехфазнацепь соединение звезда Мосунов Владислав ПРД, Череп. Соединение костей черепа.pptx, Лабораторная работа (решённая). Последовательное соединение кату, Заклепочное соединение.ppt, Задачи на смешанное соединение проводников.docx, Измерение индуктивности катушки и емкости конденсатора на переме, Модульный конструктор с тавровым соединением.doc МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» Высшая школа энергетики, нефти и газа (наименование высшей школы) ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОМ ПРАКТИКУМЕ По дисциплине/междисциплинарному курсу/модулю Электротехника и электроника На тему Последовательное соединение резистора, катушки и конденсатора в цепи переменного тока Выполнил обучающийся: Ражабов Хусниддин Абдусаттор угли (Ф.И.О.) Направление подготовки / специальность: Горное дело (код и наименование) Курс: 2 Группа: 241807 Руководитель: Радюшин Вячеслав Витальевич, к.т.н., доцент (Ф.И.О. руководителя, должность / уч. степень / звание) Отметка о зачете (отметка прописью) (дата) Руководитель (подпись руководителя) (инициалы, фамилия) Архангельск 2020 Лабораторная работа № 3. Последовательное соединение резистора, катушки и конденсатора в цепи переменного тока. Цель работы: опытным путем проверить основные законы для цепи переменного тока с последовательным соединением приемников электрической энергии: резистора, катушки индуктивности и конденсатора. Выполнил: Ражабов Хусниддин Абдусаттор угли Проверил: Радюшин Вячеслав Витальевич № варианта 13 Напряжение источника питания U, В 127 Частота напряжения источника питания f, Гц 100 Начальная фаза напряжения источника питания 0 Сопротивление резистора R, Ом 200 Индуктивность катушки L, мГн 1000 Активное сопротивление катушки индуктивности RL, Ом 50 Емкость конденсатора C, мкФ 25 Расчет данных для таблицы №1: Таблица №1 Элементы цепи Измеренные величины Известные величины Вычисленные значения U В I А R Ом L Гн C мкФ Z X cosφ φ Q Вар P Вт Ом Цепь в целом 126,972 0,212 250 1 25 598,925 564,306 0,417 65,4 25,357 10,956 Резистор 42,235 0,212 200 - - 199,222 0 1 0 0 8,954 Катушка индуктивности 131,73 0,212 50 1 - 621,368 628 0,08 85,4 27,927 2,234 Конденсатор 18,747 0,212 - - 25 88,429 63,694 0 90 13,948 0 Рисунок №1 1.1 Полное сопротивление цепи: ; Zцеп Zрез = 199,222 Ом Zкат = 621,368 Ом Zкон = 88,429 Ом 1.2 Индуктивное сопротивление катушки: XL = 2πfL; XL =2∙3,14∙100∙1= 628 Ом. 1.3 Емкостное сопротивление конденсатора: XC = ; XC= 1.4 Из треугольника сопротивлений: = 616,5 Ом 1.5 Коэффициент мощности: ; (вся цепь ) ( катушка ) ( конденсатор ) ( резистор) 1.6 Угол сдвига фаз: ; ( вся цепь); (конденсатор); (катушка). (резистор); Рисунок №2 1.7 Из треугольника мощностей: P = Scosφ; Q = Ssinφ, S = UI. Sцеп = 126,972∙0.212= 26,918 В∙А Sрез = 42,235∙0,212= 8,954 В∙А Sкат = 131,73∙0,212= 27,927 В∙А Sкон = 18,747∙0,212= 3,974 В∙А Pцеп = 26,162∙ 0,405=10,60 Вт Pрез = 8,954∙1= 8,954 Вт Pкат = 27,927∙0,08= 2,234 Вт Pкон = 3,974∙0= 0 Вт Qцеп = 26,918∙0,942= 25,357 Вар Qрез = 0 Вар Qкат = 27,927 Вар Qкон = 18,747∙0,720= 13,498 Вар Векторная диаграмма. Рисунок №3 Расчет данных для таблицы №2: Значение частоты питающего напряжения, при которой в цепи возникнет резонанс: Гц Таблица №2. Элементы цепи Измеренные величины Известные величины Вычисленные значения U В I А R Ом L Гн C мкФ Z X cosφ φ Q Вар P Вт Ом Цепь в целом 126,968 0,498 250 1 25 254,956 0,036 0,98 11,5 0 61,965 Резистор 99,698 0,498 200 - - 200,197 0 1 0 0 49,650 Катушка индуктивности 99,22 0,498 50 1 - 199,237 200,018 0,25 75,5 49,6 12,353 Конденсатор 97,39 0,498 - - 25 195,562 199,982 0 90 49,6 0 Рисунок №4 2.1 Полное сопротивление цепи: ; Zцеп ; Zрез = 200,197 Ом Zкат =199,237 Ом Zкон = 195,562 Ом 2.2 Индуктивное сопротивление катушки: XL = 2πfL; XL = 2∙3.14∙31,85∙1= 200,018 Ом 2.3 Емкостное сопротивление конденсатора: XC = ; XC= 2.4 Из треугольника сопротивлений: ; Ом 2.5 Коэффициент мощности: ; (вся цепь) (катушка) ( резистор ) 2.6 Угол сдвига фаз: ; (вся цепь) (кондесатор) (катушка) ( резистор) Рисунок №5 2.7 Из треугольника мощностей: P = Scosφ; Q = Ssinφ, S = UI. Sцеп = 126,968∙0,498= 63,230 ВА sin0=0 Sрез = 99,698∙0,498= 49,650 ВА sin0=0 Sкат = 99,22∙0,498= 49,412 ВА sin75,5= 0,968 Sкон = 97,39∙0,498= 48,5 ВА sin90=1 Pцеп = 63,230∙0,98=61,965 Вт Pрез = 49,650 Вт Pкат = 49,412∙0,25=12,353 Вт Pкон = 0 Qцеп = 0∙63,230= 0 ВАр Qрез = 0∙49,650= 0 ВАр Qкат = 49,412∙0,968= 47,83 ВАр Qкон = 1∙48,5= 48,5 ВАр Векторная диаграмма. Рисунок №6 Расчет данных для таблицы №3 Значение Индуктивности , при котором в цепи возникает резонанс. Гн Таблица №3 Элементы цепи Измеренные величины Известные величины Вычисленные значения U В I А R Ом L Гн C мкФ Z X cosφ φ Q Вар P Вт Ом Цепь в целом 127 0,519 250 0,101 25 249,1 0 1,022 0 0 67,36 Резистор 103,83 0,519 200 - - 203,58 0 1 0 0 53,888 Катушка индуктивности 41,5 0,519 50 0,101 - 79,961 63,428 0,625 51,3 17,161 13,462 Конденсатор 36,177 0,519 - - 25 69,705 63,694 0 90 18,776 0 Рисунок №7 3.1 Индуктивное сопротивление катушки: XL = 2πfL; XL = 2∙3.14∙100∙0,101= 63,428 Ом 3.2 Емкостное сопротивление конденсатора: XC = ; XC = 3.3 Из треугольника сопротивлений: ; Ом 3.4 Коэффициент мощности: ; (вся цепь) (катушка) ( резистор ) 3.5 Угол сдвига фаз: ; (вся цеп) (кондесатор) (катушка) ( резистор) Рисунок №8 3.6 Из треугольника мощностей: P = Scosφ; Q = Ssinφ, S = UI. Sцеп = 127∙0,519= 65,913 ВА sin0=0 Sрез = 103,83∙0,519= 53,888 ВА sin0=0 Sкат = 41,5∙0,519= 21,539 ВА sin51,3= 0,78 Sкон = 36,177∙0,519= 18,776 ВА sin90=1 Pцеп = 65,913∙1,022=67,36 Вт Pрез = 53,888 Вт Pкат = 21,539∙0,625=13,462 Вт Pкон = 0 Qцеп = 0 ВАр Qрез = 0 ВАр Qкат = 21,539∙0,78= 17,161 ВАр Qкон = 18,776∙1= 18,776 ВАр Векторная диаграмма Рисунок № 9 Расчет данных для таблицы №4 Рассчитать значение емкости конденсатора, при которой в цепи возникнет резонанс: Ф Таблица №4 Элементы цепи Измеренные величины Известные величины Вычисленные значения U В I А R Ом L Гн C мкФ Z X cosφ φ Q Вар P Вт Ом Цепь в целом 127 0,353 250 1 2,54 359,773 0 0,695 46 32,248 67,36 Резистор 70,591 0,353 200 - - 199,974 0 1 0 0 24,919 Катушка индуктивности 244,704 0,353 50 1 - 693,212 628 0,072 85,9 86,121 6,252 Конденсатор 251,124 0,353 - - 2,54 711,399 626,91 0 90 88,647 0 Рисунок №10 4.1 Индуктивное сопротивление катушки: XL = 2πfL; XL = 2∙3.14∙100∙1 = 628 Ом 4.2 Емкостное сопротивление конденсатора: XC= ; XC= 4.3 Из треугольника сопротивлений: ; 250 Ом 4.4 Коэффициент мощности: ; (вся цепь) (катушка) ( резистор ) 4.5 Угол сдвига фаз: ; (вся цеп) (кондесатор) (катушка) ( резистор) Рисунок №11 4.6 Из треугольника мощностей: P = Scosφ; Q = Ssinφ, S = UI. Sцеп = 127∙0,353= 44,831 ВА sin46=0,72 Sрез = 70,53∙0,353= 24,919 ВА sin0=0 Sкат = 244,704∙0,353= 86,381 ВА sin85,9= 0,997 Sкон = 251,124∙0,353= 88,647 ВА sin90=1 Pцеп = 44,831∙0,695=67,36 Вт Pрез = 24,919∙1= 24,919 Вт Pкат = 86,381∙0,072=6,252 Вт Pкон = 0 Qцеп = 44,831∙0,72=32,248 ВАр Qрез = 0 ВАр Qкат = 86,381∙0,997= 86,121 ВАр Qкон = 88,647∙1= 88,647 ВАр Векторная диаграмма: Рисунок №12 Вывод: В ходе выполнения работы проверил основные законы для цепи переменного тока с последовательным соединением приемников электрической цепи : резистора, конденсатора и катушки. Контрольные вопросы. Записать выражения законов Ома и Кирхгофа для цепей переменного тока. Закон Ома для цепи переменного тока : . Если в цепи переменного тока имеются нагрузки разных типов, то закон Ома выполняется только для максимальных (амплитудных) и действующих значений тока и напряжения. В этом случае: Законы Кирхгофа для цепи переменного тока : . Законы Кирхгофа в векторной форме: Законы Кирхгофа в символической форме:  (2.10)  (2.11)  П е р в ы й: в любой момент времени алгебраическая сумма токов в узле электрической цепи равна нулю:     В т о р о й: в любой момент времени в замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме напряжений на всех остальных элементах контура: Каким образом осуществляется последовательное соединение элементов в электрической цепи? При последовательном соединении нескольких резисторов конец первого резистора соединяют с началом второго, конец второго — с началом третьего и т. д. При таком соединении по всем элементам последовательной цепи проходит один и тот же ток I. Записать формулы для определения индуктивного и емкостного сопротивлений. Записать формулы для определения активной, реактивной и полной мощности цепи. 5. Что такое резонанс напряжений? Условия возникновения резонанса напряжений? Изменением каких параметров электрической цепи можно обеспечить в ней режим резонанса напряжений? Резонанс в электрической цепи — явление резкого возраста­ния амплитуды вынужденных колебаний тока при приближении частоты внешнего напряжения (эдс) и собственной частоты колебательного кон­тура. Резонанс напряжений возникает в последовательной RLC-цепи. Условием возникновения резонанса является равенство частоты источника питания резонансной частоте w=wр, а следовательно и индуктивного и емкостного сопротивлений xL=xC. ... С увеличением частоты сопротивление катушки увеличивается, а конденсатора уменьшается  При резонансе напряжений выравниваются реактивные сопротивления ХL=XC. Т.к. ХL=ω·L, аXC=1/ωС , то равенства сопротивлений можно добиться тремя способами: при постоянных ω и Lизменяя величину емкости С; при постоянных ω и С изменяя величину индуктивности L; при постоянных Lи С изменяя частоту ω. При резонансе .