Главная страница
Навигация по странице:

  • «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

  • ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОМ ПРАКТИКУМЕ

  • Последовательное соединение резистора, катушки и конденсатора в цепи переменного тока.

  • Резонанс

  • Резонанс напряжений

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


    Скачать 0.63 Mb.
    НазваниеПоследовательное соединение резистора, катушки и конденсатора в цепи переменного тока
    Дата26.04.2020
    Размер0.63 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаЛ.Р. №3 Ражабов Х.А. 241807.docx
    ТипОтчет
    #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


    1. 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


    1. 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

    1. 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


    1. 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.


    1. 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:





    1. 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.



    1. Записать формулы для определения индуктивного и емкостного сопротивлений.





    1. 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:

    1. при постоянных ω и Lизменяя величину емкости С;

    2. при постоянных ω и С изменяя величину индуктивности L;

    3. при постоянных Lи С изменяя частоту ω. При резонансе .


    написать администратору сайта