Объект и средства исследования. Исследуемая электрическая цепь питается от трехфазного генератора промышленной частоты (f = 50 Гц) с фазным напряжением UФ = = 36 В

Исследуемая электрическая цепь питается от трехфазного генератора промышленной частоты (f = 50 Гц) с фазным напряжением U _Ф =
= 36 В. В качестве нагрузки используется набор однофазных приемников: резистивные элементы R ₁, R ₂, R ₃и R ₄; катушка индуктивности R _к, L _к и магазин емкостей С _n.

Для измерения напряжений и сопротивлений резисторов используется цифровой мультиметр.

Токи в фазах и нейтральном проводе трехфазной электрической цепи либо измеряются амперметром электромагнитной системы с пределом измерения 1 А, либо определяются косвенным методом.

Рабочее задание

1. Измерить сопротивления резисторов R ₁, R _2, R ₃и R ₄.

2. Собрать цепь по схеме рис. 4.1, соединив три резистивных элемента R ₁, R ₂ и R ₃ звездой с нейтральным проводом.

3. Измерить напряжения на фазах нагрузки. Токи I_А, I_В, I_С определить косвенным методом измерения (см. методические указания). Ток в нейтральном проводе I ₀ определяется в соответствии с первым законом Кирхгофа по векторной диаграмме как геометрическая сумма векторов фазных токов.

Результаты эксперимента записать в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Характер нагрузки	U_А _О¢, В	U_В _О ¢ В	U_С _О¢ В	I_А, А	I_В, А	I _C, А	I₀, А
Симметрич- ный режим
Несимметрич- ный режим

4. Изменить нагрузку в фазе А, включив вместо резистора R ₁ резистор R ₄. Измерить напряжения на фазах нагрузки. Определить токи в фазах электрической цепи и нейтральном проводе. Результаты эксперимента занести в табл. 4.1.

5. Отсоединить нейтральный провод. Измерить напряжения на фазах нагрузки, т.е. на резисторах R ₄, R ₂, R ₃и напряжение между нейтральными точками генератора и нагрузки (U ₀₀¢). Все напряжения измерять с помощью цифрового мультиметра. Токи в фазах определить по закону Ома. Результаты эксперимента записать в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Режим цепи	U_А _О¢ В	U_В _О¢ В	U_С _О¢ В	U _ОО¢ В	I_А, А	I_В _, А	I_С _, А
Симметричный Режим
Несимметричный Режим
Режим хх Фазы А
Режим кз Фазы А

6. Восстановить симметричный режим трехфазной электрической цепи (рис. 4.2), включить в фазу А вместо резистора R ₄ резистор R ₁. Измерить напряжения на фазах нагрузки и напряжение смещения нейтрали U ₀₀¢_. Косвенным методом определить токи в фазах нагрузки. Результаты эксперимента записать в табл. 4.2.

7. Создать в фазе А режим холостого хода, отсоединив провод, соединяющий R ₁ с фазой А.

Измерить напряжения на фазах нагрузки U _А0¢, U _В0¢, U _С0¢ и напряжение смещения нейтрали U ₀¢₀. Токи в фазах определить косвенным методом. Результаты измерений занести в табл. 4.2.

8. Создать в фазе А режим короткого замыкания. Для этого вместо резистора R ₁ включить амперметр с пределом измерения 1 А. Произвести измерения напряжений и токов. Результаты измерений занести в табл. 4.2.

Рис. 4.2

9. Собрать электрическую цепь по схеме рис. 4.3.

На магазине емкостей набрать емкость С _П = 15 мкф. Измерить напряжения на фазах нагрузки А, В, С и в нейтральном проводе. Токи в фазах А, В, С определить косвенным методом.

Результаты эксперимента занести в табл. 4.3.

Рис. 4.3

Таблица 4.3

Режим	U_А _О¢, В	U_В _О¢ В	U_С _О¢ В	U ₀¢₀ В	I _АА	I_В А	I_С А	I ₀А
Четырехпро-водная схема
Трехпроводная схема

10. Отключить в электрической цепи (рис. 4.3) нейтральный провод. Произвести измерение напряжений и токов. Результаты эксперимента занести в табл. 4.3.

11. По данным всех пунктов построить в масштабе векторные диаграммы токов и напряжений.

Методические указания

1. Косвенным методом токи в фазах приёмника определяются по закону Ома (параметры фаз: R, L, C даны на стенде).

2. Схемы электрических цепей в режимах хх и кз фазы А должны быть представлены в отчетах.

3. Построение векторной диаграммы токов и напряжений при любой нагрузке следует начинать с построения симметричной «звезды» фазных напряжений источника питания.

4. При построении векторных диаграмм пп. 3–6, использовать метод «засечек», так как векторные диаграммы строятся на комплексной плоскости, а при экспериментальных исследованиях известны только значения модулей напряжений и токов.

Этот графический метод заключается в следующем:

а) строят симметричную звезду фазных напряжений источника:

ů_А = U_А

ů_В = U_Ае ^{– j 120}

ů_С = U_Ае ^{j 120}

б) раствором циркуля, равным фазным напряжениям на приемнике, поочередно делают засечки из точек А, В и С, а затем раствором циркуля, равным напряжению смещения нейтрали, – засечку из точ-
ки 0;

в) точка пересечения окружностей всех фазных напряжений и напряжения смещения нейтрали определяет положение на комплексной плоскости значения потенциала нейтральной точки приёмника 0´.

г) соединив точку 0´ с точками А, В, С, получаем звезду фазных напряжений приёмника.