Рекомендации студентам по выполнению лабораторной работы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

«Исследование неразветвленной цепи переменного тока при соединении катушки индуктивности и конденсатора переменной емкости.

Резонанс напряжений»

Цель и задачи лабораторной работы

1.1.Цель работы:

Целью работы является исследование цепи переменного тока с последовательным соединением реальной катушки индуктивности и конденсатора переменной емкости.

1.2 Задачи работы:

- Закрепление знаний по расчету цепей переменного тока с последовательным соединением сопротивлений;

- Приобретение практических навыков сборки схемы

-Закрепление навыков использования приборов амперметра и вольтметра;

-Закрепление навыков расчета цепей переменного тока с последовательным соединением сопротивлений.

Содержание лабораторной работы

2.1. Теоретическая часть:

- Повторение элементов цепи и законов Ома для участка цепи и для полной цепи (10 мин).

2.2. Практическая часть:

- Заполнение таблицы приборов и снятие показаний приборов (30 мин);

-.Заполнение бланка-отчета и защита работы (50 мин).

Оборудование

- Стенд лабораторный ЛЭС-5.

Нормативная и учебная литература

- Инструкция по охране труда для студентов в лаборатории электротехники;

- Бутырин П.А. и др. Электротехника. М.: ИЦ «Академия», 2009.

- Данилов И.А., Иванов П.М. «Общая электротехника с основами электроники» М.: Высшая школа, 2010;

- Лопатина И.Д., Иванова В.И. Методические рекомендации к проведению лабораторных работ по электротехнике. СПб.:СПбКИУ, 2008.;

- Опорный конспект лекций по дисциплине «Электротехника и электроника», тема «Последовательное соединение активного, индуктивного и емкостного сопротивлений в цепи однофазного тока».

Меры безопасности на рабочем месте

Перед проведением лабораторной работы необходимо изучить, а в дальнейшем в обязательном порядке соблюдать Инструкцию по охране труда для студентов в лаборатории электротехники, расписаться в журнале по технике безопасности.

Рекомендации студентам по выполнению лабораторной работы

6.1. Условия и организация работы

Выполнение работы предусматривает теоретическую и практическую части. Выполнение практической части предполагает наличие у студентов знаний об элементах электрической цепи переменного тока, последовательном соединении элементов, определении полного сопротивления, активной, реактивной и полной мощности, характере нагрузки цепи, а также навыков по расчету цепей с последовательным соединением элементов, навыков построения векторных диаграмм и снятию показаний амперметра и вольтметра магнитоэлектрической системы.

а) В теоретической части лабораторной работы под руководством преподавателя студенты:

1) знакомятся с лабораторным стендом;

2) усваивают меры безопасности;

3) изучают схему соединения элементов цепи на стенде;

4) знакомятся с нормативной и учебной литературой

студенты самостоятельно;

5) закрепляют знания по расчету цепей переменного тока с последовательным соединением активного и реактивных сопротивлений;

6) закрепляют навыков использования приборов амперметра и вольтметра;

б) В практической части лабораторной работы под контролем преподавателя студенты:

1) заполняют таблицу приборов;

2)снимают показания приборов и заносят результаты в соответствующие таблицы бланка отчёта;

3) анализируют полученные результаты измерений;

4)заполняют экспериментальную часть бланка отчёта о лабораторной работе.

в) После заполнения экспериментальной части бланка отчёта о лабораторной работе студенты:

1) выполняют расчет исследуемой цепи;

2) заносят полученные результаты в таблицу;

3) строят векторные диаграммы для каждого опыта;

4) анализируют полученные результаты измерений и расчетов, определяют характер нагрузки цепи в каждом опыте;

5) отвечают на контрольные вопросы;

6) сдают отчет преподавателю.

6.2. Последовательность выполнения работы

1) Заполнить таблицу приборов (таблица 4.1);

2) По команде преподавателя подключить схему к источнику питания, поставив тумблер 1 в положение «ВКЛ».

3) С помощью ручки настройки, наблюдая за показаниями вольтметра, установить напряжение источника, заданное преподавателем;

4) Измерить вольтметром напряжения на катушке индуктивности и батарее конденсаторов_. Измеренные данные занести в таблицу 4.2;

5) Измерить амперметром силу тока в цепи, внести значение тока в таблицу 4.2;

6) Определить емкость батареи конденсаторов, внести значение емкости в таблицу измерений 4.2;

7) С помощью тумблеров на батарее конденсаторов увеличить емкость батареи. При этом необходимо следить за показанием амперметра, так как емкость конденсаторов необходимо увеличивать до тех пор, пока ток не примет максимальное значение;

8) Повторить измерения (п.,5,6), данные внести в таблицу 4.2;

9) Увеличить емкость батареи конденсаторов, записать полученное значение в таблицу 9.2;

10) Повторить измерения (п.4,5,6), данные внести в таблицу 4.2;

11) Отключить источник питания;

12) Выполнить расчеты сопротивлений, напряжений и мощностей по приведенным формулам. Полученные результаты занести в таблицу 4.3;

13) Построить векторные диаграммы для каждого опыта, указав характер нагрузки цепи;

14) Определить погрешность измерений. Сделать вывод и записать его в бланк отчета;

15) Ответить на вопросы для самоконтроля. Предъявить результаты работы преподавателю.

Работа считается защищенной при выполнении экспериментальной и расчетной части, наличии выводов и ответов на вопросы для самоконтроля, аккуратном и правильном заполнении бланка отчета. Преподаватель ставит отметку о зачете работы в журнале.

Вопросы для самоконтроля

1) Как определить замеры, соответствующие резонансу напряжений, не производя расчеты?

2) Как в цепи можно получить резонанс напряжений, чем он опасен?

3) Чему равны основные параметры цепи во время резонанса напряжений?

4) Чем отличается U_L от U_K?

5)Объясните векторную диаграмму для резонанса напряжений?
БЛАНК ОТЧЁТА О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 4

«Исследование неразветвленной цепи переменного тока при соединении катушки индуктивности и конденсатора переменной емкости.

Резонанс напряжений»

Электрическая схема представлена в соответствии с рисунком 4.1

Рисунок 4.1.

Данные о приборах представлены в таблице 4.1

Таблица 4.1 - Измерительные приборы

Обозначение прибора	Наименование	Тип	Система	Класс точности	Нормирующее значение	Цена деления

Результаты наблюдений представлены в таблице 4.2

Таблица 4.2 - Результаты измерений

№опыта	Измеренная величина
U,B	I,A	UKВ	UCВ	C, мкф

Результаты вычислений представлены в таблице 4.3

Таблица 4.3 - Результаты вычислений

Вычисленная величина
Z Ом	ZK Ом	Ом Ом	XL Ом	XC Ом	UA В	UL В	Cos	S ВА	P Вт	Q вар

Расчетные формулы:

Полное сопротивление цепи, Ом

Z = U / I 4.1

Полное сопротивление реальной катушки индуктивности, Ом

Z_к = U_к / I 4.2

Активное сопротивление, которое равно полному только при резонансе напряжений, когда ток в цепи максимален, Ом

r=Z = U /I_max 4.3

Индуктивное сопротивление катушки

_______

x_L= ÖZ_к² - r² 4.4

Реактивное сопротивление конденсатора.

X_c = U_c / I 4.5

Падение напряжения на активном сопротивлении катушки индуктивности, В

U_A = Ixr 4.6

Индуктивная составляющая напряжения на катушке , В

U_L = IxX_L= 4.7

Коэффициент мощности цепи

Cosj = r/Z 4.8

Активная мощность цепи,Вт

P= IxU_A 4.9

Реактивная мощность цепи, вар

Q=Q_L-Q_C= I (U_L-U_C) 4.10

Полня мощность цепи, ВА

S = IxU 4.11

Векторные диаграммы цепи представлены в соответствии с рисунком 4.2

Рисунок 3.2

Выводы:

Дата выполнения работы: «_____» __________200__г

____________________ ___________________ ______________

(подпись студента) (подпись и ФИО преподавателя)

Дата защиты работы: «_____» ___________200__

____________________ ____________________ _____________

(Подпись студента) (подпись и ФИО преподавателя)

Результат защиты:___________

Контрольные вопросы:

6) Как определить замеры, соответствующие резонансу напряжений, не производя расчеты?

7) Как в цепи можно получить резонанс напряжений, чем он опасен?

8) Чему равны основные параметры цепи во время резонанса напряжений?

9) Чем отличается U_L от U_K?

10) Объясните векторную диаграмму для резонанса напряжений?

11) Что показывает коэффициент мощности цепи, от чего он зависит, как и зачем его повышают?