В електричних колах за допомогою конденсатора

Мета роботи:

засвоїти один із методів підвищення коефіцієнта потужності cosφв електричних колах.

Порядок виконання роботи

Завдання 8.1. Для виконання вимірювань взяти необхідні прила­ди та їх технічні дані занести до табл. 8.1.

Таблиця 8.1

№ п/п	Прилад	Клас точності	Межа вимірювання	Ціна поділки	Вид вимірювання
	Вольтметр		300 В
	Амперметр		0,25 А; 0,5 А
	Ватметр		300 В∙ 0,5 А

Дослідити коло, що складається з однофазного трансформатора Tр, та підключених до його первинного кола конденсаторів, ємність С яких впливає на зміну величини cosφ. Для дослідження впливу єм­ності Сна cosφ скласти схему, зображену на рис. 8.1.

рис. 8.1

Підключити схему до джерела живлення і зняти покази приладів у двох режимах:

1 - холостий хід трансформатора (R_н=∞) при відклю­ченій ємності (С = 0), а також при C = 2*10^-6 Ф;

2 - робота трансформатора при навантаженні (R_н вибрати, враховуючи паспортні дані однофазного трансформатора) при C = 0 та C = 2*10^-6 Ф.

Результати вимірювань занести до табл. 8.2, враховуючи, що при С = 0 сили струмів I та I₁ однакові, тобто І=І₁.

Таблиця 8.2

Режим роботи	Виміряно	Обчислено
С, Ф	U, В	Р, Вт	І, А	І1, А	ІС, А	S, В∙А	cosφ	φ, град
Холостий хід (Rн=∞)
2∙10-6
Режим навантаження
2∙10-6

Обчислюємо:

,

де f = 50 Гц; S = U∙I; .

Завдання 8.2. Вивчити зміни загального струму I кола та коефіцієнта потужності cosφзалежно від зміни ємності С.

Виміряти за раніше встановленим значенням R_н. Результати вимірювань занести до табл. 8.3.

Таблиця 8.3

Виміряно	С, Ф
Р, Вт
І, А
Обчислено	S, В∙А
cosφ

Обчислюючи потужність S, значення напруги U взяти з табл. 8.2.

Завдання 8.3. За даними табл. 8.2 побудувати в масштабі дві векторні діаграми струмів і напруг для двох режимів.

За даними табл. 8.3 на сумісному графіку побудувати залежно­сті I=f(C), cosφ=f(C).

Завдання 8.4. Записати в звіт висновки про виконану роботу.

Контрольні питання

1. Що таке коефіцієнт потужності?

2. В яких межах змінюється кут φ?

3. Для чого необхідно підвищувати значення cosφ?

4. При якому навантаженні кут φ = 0?

5. При якому навантаженні кут φ = 90°, а вектор I від­стає від вектора U?

6. При якому навантаженні кут φ= 90°, а вектор I випе­реджає вектор U?

7. За якими виразами можна обчислити cosφ?

8. Як підвищення cosφ впливає на повну потужність, S?

9. Як підвищення cosφ впливає на реактивну потужність Q ?

10. Як підвищення cosφ впливає на активну потужність Р?

Лабораторна робота № 9

ДОСЛІДЖЕННЯ ЧОТИРИПОЛЮСНИКА

Мета роботи:

- дослідити чотириполюсник.

- визначити його комп­лексні сталі значення величин A,B,C,D і значення параметрів Т-подібної схеми заміщення чотириполюсника.

Порядок виконання роботи

Завдання 9.1. Для виконання вимірювань взяти необхідні при­лади та занести їх технічні дані до табл. 9.1.

Таблиця 9.1

№ п/п	Прилад	Клас точності	Межа вимірювання	Ціна поділки	Вид вимірювання
	Вольтметр		300 В
	Амперметр		0,25 А; 0,5 А
	Ватметр		300 В∙ 0,5 А

Для визначення комплексних сталих значень величин A, B, C, D чотириполюсника необхідно виконати три досліди:

-прямого холостого ходу (ПХХ);

-прямого короткого замикання (ПКЗ);

-зворотного холостого ходу (ЗХХ).

Досліди проводити при включених тумблерах Z₁, Z₂, С, що забезпечують несиметричні параметри чотириполюсника. Для проведення дослідів скласти схему згідно з рис. 9.1.

Дослід ПХХ

У схемі (див. рис. 9.1) провідником з'єднати клеми а, А (пунктир 1). У результаті буде отримано принципову схему досліду ПХХ (рис. 9.2). Ввімкнути живлення робочої схеми і виміряні вели­чини занести до табл. 9.2.

рис. 9.1

Таблиця 9.2

Дослід	Виміряно	Обчислено
ПХХ	UIX=UAC B	IIX=IA A	PIX Bт	SIX B*A	сosφIX	φIX град	ZIX Ом	ZIX Ом
ПКЗ	U1К=UAC B	I1К=IA A	PIК Bт	S1К B*A	сosφ1К	φ1К град	Z1К Ом	Z1К Ом
ЗХХ	U2X=UВC B	I2X=IВ A	P2X Bт	S2X B*A	сosφ2X	φ2X град	Z2X Ом	Z2X Ом

рис. 9.2

Дослід ПКЗ

У схемі, зображеній на рис. 9.1, залишити провідник, що зʹєднує клеми А і а(пунктир 1)і додатково зʹєднати провідником клеми Ві С (пунктир 2). Принципову схему досліду ПКЗ зображено на рис. 9.3. Ввімкнути живлення робочої схеми, виконати вимірюван­ня.

Результати вимірювань занести до табл. 9.2.

рис.9.3

Дослід ЗХХ

У схемі, зображеній на рис. 9.1, з'єднати провідником клеми А і а /пунктир 1/. Принципову схему досліду ЗХХ показано на рис. 9.4. Ввімкнути живлення робочої схеми, виконати вимірювання.

Результати вимірювань занести до табл. 9.2.

рис.9.4

Обчислити:

.

У результаті обробки даних трьох дослідів знайдені комплексні опори Z_IX, Z_1К, Z_2X через які виражаються комплексні коефіці­єнти A,B,C,D рівнянь чотириполюсника.

;

.

Коефіцієнти A,B,C,D пов’язані співвідношеннями

;

Обчислити комплексні коефіцієнти A,B,C,D і результати обчислень занести до табл. 9.3.

Таблиця 9.3

A	B	C	D	A∙D	B∙C

Правильність значень коефіцієнтів перевіряється співвідношенням:

.

Завдання 9.2. Визначити параметри Z-форми T-подібної схеми /рис. 9.2/ заміщення чотириполюсника, які з величинами A,B,C,D пов^’язані залежностями:

Завдання 9.3. Записати у звіт висновки про виконану роботу.

Контрольні питання

1. Що таке чотириполюсник?

2. Який чотириполюсник є пасивним?

3. Який чотириполюсник є активним?

4. Записати основну форму рівнянь чотириполюсника.

5. Зобразити T-подібну схему заміщення чотириполюсника.

6. Зобразити П-подібну схему заміщення чотириполюсника.

7. Записати Z-форму рівнянь чотириполюсника.

8. Який існує звʹязок між добутками ADта BС ?

9. Які зʹєднання треба зробити в схемі рис. 9.1, щоб одержати принципові схеми дослідів ПХХ та ПКЗ?

10. Які зʹєднання треба зробити в схемі рис. 9.1, щоб одержати принципову схему досліду ЗХХ?

Лабораторна робота № 10

ДОСЛІДЖЕННЯ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Мета роботи:

- вивчити конструкцію, принцип дії і методи випробування трансформатора.

- навчитися визначати параметри спрощеної еквівалентної схеми заміщення і будувати векторні діаграми трансформатора.

Порядок виконання роботи

Завдання 10.1. Ознайомитися з будовою трансформатора та записати його паспортні дані в табл. 10.1.

Таблиця 10.1

S1 НОМ., В∙А	U1 НОМ., В	U2 НОМ., В	I1 НОМ., А	I2 НОМ., А

Для проведення дослідів вибрати необхідні прилади та їх техніч­ні дані занести до табл. 10.2.

Таблиця 10.2

№ п/п	Прилад	Клас точності	Межа вимірювання	Ціна поділки	Вид вимірювання
	Вольтметр V1		300 В
	Вольтметр V2		75 B
	Вольтметр V3		15 В
	Амперметр A1		0,25 А
	Амперметр A2		2 А
	Амперметр A3		10 А
	Ватметр W1		300 В∙0,5 А
	Ватметр W2		30 В∙1 А

Завдання 10.2. Провести дослід холостого ходу трансформатора. Виміряти напругу холостого ходу вторинної обмотки U_2о, силу струму холостого ходу І₀потужність втрат у сталі Р₀. Обчислити значення параметрів z₀, r₀, х₀спрощеної еквівалентної схеми заміщення трансформатора, а також коефіцієнт трансформації K_U та значення cosφ₀.

Для проведення досліду скласти схему, зображену на рис. 10.1, підключити до неї живлення і автотрансформатором встановити номі­нальну напругу на первинній обмотці трансформатора U_ном= 220 В. Виконати вимірювання та їх результати занести до табл. 10.3.

Таблиця 10.3

Виміряно	Обчислено
U1НОМ, В	U2 0, В	I0, А	P0, Вт	Z0, Ом	r0, Ом	X0, Ом	KU	сosφ0	φ0, град

Значення величин знайти за цими формулами:

.

Накреслити послідовну спрощену схему заміщення х.х.трансформатора.

рис. 10.1

Завдання 10.3. Провести дослід короткого замикання трансфор­матора. Виміряти напругу короткого замикання трансформатора U_1K, втрати у міді Р_к . Обчислити значення параметрів спрощеної еквіва­лентної схеми заміщення трансформатора z_K, r_K, ,х_K, коефіцієнт трансформації K_I , значення cosφ_K, а також напругу короткого замикання.

Встановити автотрансформатор в нульове положення і підключити живлення до схеми. Далі, регулюючи автотрансформатором напругу живлення, встановити в первинній обмотці трансформатора номінальний струм. Виміряти показники та результати записати до табл. 10.4.

Таблиця 10.4

Виміряно	Обчислено
I1н, А	U1к, В	I2к, А	Pк, Вт	Zк, Ом	rк, Ом	Xк , Ом	KU, %	сosφк	φк, град	KI, %

Значення величин знайти за цими формулами:

Накреслити спрощену схему заміщення КЗ трансформатора.

рис. 10.2

Завдання 10.4. Скласти Г-подібну спрощену еквівалентну схему заміщення трансформатора, вказати на ній параметри трансформатора та місце підключення навантаження.

Завдання 10.5. Записати у звіт висновки про виконану роботу.

Контрольні питання

1.В якому режимі роботи трансформатора визначаються втрати в сталі?

2. В якому режимі роботи трансформатора визначаються втрати в міді? .

3. В якому режимі та як визначається коефіцієнт трансформації за напругою?

4. В якому режимі та як визначається коефіцієнт трансформації за струмом?

5. Схематично зобразити однофазний трансформатор і пояснити принцип його роботи.

6. Які втрати в трансформаторі залежать від навантаження, а які -ні? .

7. Як обчислюються значення параметрів r₀ ,х₀еквівалентної. схеми заміщення трансформатора? Що вони відбивають?

8. Як обчислюються значення параметрів r_K ,х_K еквівалентної схеми заміщення трансформатора? Що вони відбивають?

9. Як обчислюються значення параметрів z₀,z_K схеми заміщення трансформатора? Що вони відбивають?

10. Як визначається ККД трансформатора?

Лабораторна робота № 11.

ОЗНАЙОМЛЕННЯ З ЛАБОРАТОРНИМ СТЕНДОМ, ЛАБОРАТОРНИМИ ПРИЛАДАМИ ТА ПРАВИЛАМИ РОБОТИ У ЛАБОРАТОРІЇ ЕЛЕКТРОНІКИ. ВИМІРЮВАННЯ НАПРУГ, ЩО НАДХОДЯТЬ НА БЛОК ЖИВЛЕННЯ СТЕНДА.

Мета роботи:

1. Ознайомитися з технікою безпеки, будовою стендів, апаратурою та електронними приладами.

2. Придбати практичні навички налаштування й роботи з вольтметром АВО-5М і універсальним вольтметром В 7-16.

ОПИС ЕЛЕКТРОВИМІРЮВАЛЬНИХ ПРИЛАДІВ

Ампервольтметр АВО-5М призначений для вимірювання змінних і постійних напруг, струмів, а також активних опорів. На панелі приладів є два перемикачі, за допомогою яких установлюються вид вимірювання (− ~) і межі вимірювання.

По першій шкалі вгорі приладу при наявності батарейки живлення можна вимірювати активних опори. По другий і третій шкалі відповідно виміряються постійні й змінні напруги та струми.

Вольтметр універсальний В 7-16 призначений для автоматичного

вимірювання:

- напруги постійного струму;

- напруги змінного струму;

- активних опорів.

На панелі приладу встановлені два перемикачі, за допомогою яких установлюються вид вимірювання і межі вимірювання. Крім того, дві ручки ▼, ►0◄ для калібрування приладу. Калібрувати прилад необхідно у такий спосіб. Встановити ручку «ВР.ИНД» у крайнє ліве положення до упору проти годинникової стрілки.

Встановити перемикач «РОД РОБОТИ» в положення «►0◄» (установка нуля) і ручкою «►0◄» (установка нуля «плавно») установити на індикаторному табло показання «0000» з рівновірогідною зміною знаку полярності.

Встановити перемикач «РОД РОБОТИ» в положення «►▼◄» (калібрування) і ручкою «►▼◄» (установка калібрування «плавно») встановити на індикаторному табло показник, рівний значенню, зазначеному на шильдику приладу.