Цель работы
Овладеть навыками экспериментального определения параметров пассивного двухполюсника.
Изучить способ повышения коэффициента мощности cos(j) электрической цепи.
Объект и средства исследования
В качестве исследуемого двухполюсника используется катушка индуктивности с параметрами R к, L к.
Питание двухполюсника осуществляется от фазы источника трехфазного напряжения. Повышение коэффициента мощности cos(j) электрической цепи в лабораторной работе реализуется с помощью магазина емкостей.
Для измерения электрических параметров используются приборы: ваттметр; амперметры электромагнитной системы с пределом измерения 1 А; цифровой мультиметр для измерения напряжения.
Рабочее задание
1. Собрать электрическую цепь по схеме (рис. 2.1).
2. Подать на входные зажимы электрической цепи напряжение питания. Произвести измерения. По данным измерений рассчитать параметры катушки и cos jк. Данные измерения и расчёта записать в табл. 2.1.
Рис. 2.1
Таблица 2.1
| U 1, В | I к, А | Р, Вт | Z к1, Ом | R к1, Ом | Х к1, Ом | L к1, Гн | cos j к1 | j к1, градус |
3. Рассчитать емкость конденсатора С, необходимую для увеличения сos(j) электрической цепи до 0,8. Включить параллельно катушке индуктивности полученное значение С в соответствии со схемой рис. 2.2.
4.
Рис. 2.2
4. Произвести измерения по схеме рис. 2.2 и результат измерений записать в табл. 2.2. Величину тока, протекающего через катушку индуктивности, взять из табл. 2.1.
| С, мкФ | UА0, В | Р, Вт | Iк, А | IС, А | сosj | |
Таблица 2.1
Рассчитать по результатам эксперимента коэффициент мощности сosj цепи. По данным табл. 2.1 и 2.2 построить векторные диаграммы токов и напряжений.
Методические указания
1. Для измерения активной мощности в цепь включается ваттметр. Этот прибор имеет две обмотки: параллельную и последовательную. Входные зажимы этих обмоток обозначены * и подключаются к ИП (называются генераторными), поэтому эти зажимы между собой соединяются перемычкой. Обмотки друг относительно друга подвижны, так как Р = UI cos(j).
Цена деления ваттметра определяется с учетом пределов измерения по току и по напряжению:
где UN и IN – пределы измерений прибора по току и напряжению,
amах – число делений шкалы прибора.
2. Параметры катушки индуктивности можно определить, используя следующие выражения:
.
f – стандартная частота 50 Гц.
3. Коэффициент мощности электрической цепи определяется по показаниям трёх приборов: ваттметра, амперметра и вольтметра
где I – ток потребляемый от ИП.
4. Включив параллельно катушке ёмкость, мы изменяем потребляемый из сети ток, следовательно, меняется и cos(j).
Требуемая величина ёмкости определяется из выражения:
где jк – угол сдвига фаз между напряжением и током катушки индуктивности (см. табл. 2.1); j – угол сдвига фаз, соответствующий желаемому значению коэффициента мощности сos j = 0, 8, сos j – это коэффициент мощности всей цепи (т.е. j – угол сдвига по фазе, между полным напряжением и током).
5. Векторная диаграмма (в. д.) строится по данным табл. 2.2, треугольник токов на в.д. строится методом засечек по известным величинам токов: I, I к, Iс. При построении диаграммы необходимо задаться направлением вектора U, а затем, зная качественно сдвиг по фазе между U и I на соответствующих элементах методом
6. Засечек построить треугольник токов,
