Цель работы: изучение сущности процессов, при которых включение конденсаторов параллельно потребителю, обладающему индуктивностью, приводит к повышению коэффициента мощности электроустановки.
Работа выполняется на универсальном стенде, в которомустановлены необходимыеприборы, в соответствии со схемой.
Многочисленные потребители электроэнергии при переменном токе – электродвигатели и различные трансформаторы – характеризуются вследствие индуктивности их обмоток наличием реактивной мощности и сдвигом фаз между током и напряжением. Полная мощность, передаваемая этим электроприемником, состоит из двух составляющих: активной мощности, преобразуемой в теплоту механическую энергию, и реактивной мощности, пульсирующей между генератором и потребителем. Доля активной в составе полной мощности характеризуется мощности электроустановки: 
Чем меньше реактивная мощность, тем выше коэффициент мощности. Снижение реактивной мощности в электрических системах снабжения энергией возможно методом компенсации ее реактивной мощностью при опережающем токе, возникающей в цепи конденсаторов. По формуле 
, ток в цепи 
будет уменьшаться за счет увеличения 
при постоянных значениях P и U. Уменьшение силы тока во всех звеньях системы электроснабжения (линии электропередачи, обмотки генераторов и трансформаторов) обозначает уменьшение потерь напряжения в них и потерь мощности на нагревание проводов. Таким образом, повышение коэффициента мощности подключением батарей статистических конденсаторов имеет важное технико-экономическое значение.
Порядок выполнения работы:
1. Записать технические данные приборов в таблицу:
| № п/п | Наименование приборов | Тип | Система | Номинальное значение | Класс точности | Постоянная |
| 1. | Вольтметр | |||||
| 2. | Миллиамперметр | |||||
| 3. | Миллиамперметр | |||||
| 5. | Вольтметр |
Рис.13Схема разветвленной цепи переменного тока
1. Перерисовать со стенда принципиальную электрическую схему работы.
2. При отключенных конденсаторах произвести измерение тока и напряжения в катушке индуктивности. Данные измерений записать в таблицу.
3. При включенной катушке произвести измерения перечисленных величин при различных значениях емкостей конденсаторов С1,С2,С3. Результаты измерений записать в таблицу.
4. Отключив катушку, произвести измерения при различных значениях емкостей конденсаторов.
| № № | Данные измерений | Данные расчетов | |||||||||||||
| Ik MA | I0 MA | Iобщ MA. | U В | Cos 
общ
| Xc Ом | C мкф | QL вар | Qc вар | XL Ом | rk Ом | Qoб вар | Zk Ом | S ВА |
| |
| 1. 2. . 7. | Ом |
5. По данным измерений и расчетов построить векторные диаграммы для всех случаев измерений.
6. Построить график зависимости тока в цепи питания/ до разветвления/ и cos от величины емкостного тока.
7. Рассчитать, какова должна быть емкость батареи конденсаторов, чтобы в цепи наступил резонанс токов и cos установки был равен единице.
8. Ответить на следующие контрольные вопросы:
1.Как определяется величина тока в цепи до разветвления при параллельном соединении индукционной катушки и батареи конденсаторов?
2.Что такое резонанс токов и при каких условиях он наступает?
3.Какое практическое значение имеет повышение коэффициента мощности в электроустановках переменного тока?
Указания к выполнению работы:
1. Основные формулы для расчетов:
· 
– емкостное сопротивление
· 
(мкф) - емкость конденсатора f = 50Гц
· QL= UILsin – реактивная мощность катушки
· Qc= UIc – реактивная мощность конденсатора
· XL = 
– индуктивное сопротивление катушки
· Rk= 
– - активное сопротивление катушки / равна 500 Ом/
· Q= QL – Qc - общая реактивная мощность
При резонансе токов индуктивная составляющая тока катушки ILsin 
равна емкостному току Ic батареи конденсаторов соответственно реактивная составляющая мощности катушки QL = Qc равна реактивной мощности в цепи конденсаторов. По формуле
· 
=U 
C определяется величина емкости C= 
· Z= 
- полное сопротивление катушки
· S=U 
- полная мощность катушки
· Cos = 
- угол сдвига фаз катушки sin = 
· XL= 
sin – индуктивное сопротивление катушки
2. Для построения векторной диаграммы надо выбрать масштаб, например,: в 1 см – 1 А и напряжению: в 1 см – 5 В. Построение начинают с вектора напряжения. Под углом 1 к нему в сторону отставания откладываем в масштабе вектор тока I1; под углом 2 в сторону опережения – вектор I2. Геометрическая сумма этих токов равна току в неразветвленной части цепи.
Лабораторная работа № 5
