Главная База знаний "Allbest" Физика и энергетика Нерозгалужені електричні кола змінного синосоїдного струму

Нерозгалужені електричні кола змінного синосоїдного струму

Основні фізичні поняття. Явище електромагнітної індукції. Математичний вираз миттєвого синусоїдного струму. Коло змінного синусоїдного струму з резистором, з ідеальною котушкою та конденсатором. Реальна котушка в колі змінного синусоїдного струму.

Рубрика Физика и энергетика
Вид лекция
Язык украинский
Дата добавления 25.02.2011
Размер файла 569,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Як розрахувати коефіцієнт потужності кола?

Як розрахувати кут зсуву фаз кола?

Завдання для самоконтролю

Навантаження з параметрами rн = 2,5 Ом, хн = 2,5 Ом підключене до джерела змінної синусоїдної напруги, діюче значення якої дорівнює 200 В, за допомогою лінії електропередачі з параметрами rл = 0,5 Ом, хл = 1,5 Ом.

Визначити повний опір навантаження.

Визначити кут зсуву фаз навантаження.

Визначити повний опір лінії електропередачі.

Визначити кут зсуву фаз лінії електропередачі.

Визначити активний опір кола.

Визначити реактивний опір кола.

Визначити повний опір кола.

Визначити кут зсуву фаз кола.

Знайти діюче значення струму в колі.

Знайти діюче значення напруги на навантаженні.

Знайти спадання напруги в лінії електропередачі.

Знайти втрату напруги в лінії електропередачі.

Знайти відхилення напруги на затисках навантаження, якщо його номінальна діюча напруга дорівнює 220 В.

Побудувати векторну діаграму для діючих значень напруг і струму в колі.

Лабораторне заняття 5

«Лінійні нерозгалужені кола змінного синусоїдного струму з ідеальними елементами»

1. Виконати завдання інформаційно-репродуктивного і практично-стереотипного характеру, користуючись таблицями.

Таблиця 3.1

Номер запитання, завдання

Запитання, завдання

Номер відповіді

1.

У чому суть явища електромагнетизму?

2.

Сформулюйте закон електромагнетизму.

3.

Математично запишіть і розшифруйте закон електромагнетизму.

4.

У чому суть явища електромагнітної індукції?

5.

Сформулюйте закон електромагнітної індукції.

6.

Математично запишіть і розшифруйте закон електромагнітної індукції.

7.

Поясніть фізичну суть знака «мінус».

8.

Наведіть приклад використання явища електромагнітної індукції в техніці.

9.

Складіть і опишіть конструктивну схему машинного генератора змінного синусоїдного струму.

10.

Опишіть принцип дії машинного генератора змінного синусоїдного струму.

11.

Поясніть, чому в генераторі наводиться синусоїдна електрорушійна сила, запишіть і розшифруйте її математичний вираз.

12.

Запишіть і розшифруйте математичне вираз миттєвої напруги на затисках ідеального генератора.

13.

Як отримати синусоїдний струм?

14.

Запишіть і розшифруйте математичний вираз миттєвого синусоїдного струму.

15.

Що таке амплітуда струму?

16.

Що таке частота струму?

17.

Що таке період струму?

У разі вірного виконання завдання непар - пар = 29

Таблиця 3.1а

Номер відповіді

Відповідь

Генератор, двигун і трансформатор.

Магнітний потік створюється струмом намагнічування I. Провідний контур (рамка) розташована на осі між полюсами електромагніта. Якщо рамку привести в обертання, то магнітний потік, що пронизує рамку, буде змінюватися в часі за синусоїдним законом і в рамці буде наводитися синусоїдна електрорушійна сила.

Час одного повного коливання струму.

Um sin t.

Максимальне значення сили струму.

Кількість повних коливань струму в секунду.

Якщо провідний контур пронизується змінним магнітним потоком, то в цьому контурі індуцирується (наводиться) електрорушійна сила.

Значення електрорушійної сили, що наводиться в контурі, прямо пропорційно кількості витків контуру та швидкості зміни магнітного потоку.

Im sin( t + i).

Електрорушійна сила буде змінюватися за синусоїдним законом залежно від кута відхилення рамки від горизонтального положення:

Em sin t.

.

Потокозчеплення електричної котушки прямо пропорційно силі електричного струму та індуктивності котушки.

Якщо рамку генератора замкнути за допомогою щіткового механізму
на резистор, то виникає синусоїдний струм.

Якщо в даний момент часу магнітний потік, що пронизує контур, збільшується, то він наводить електрорушійну силу, яка створить електричний струм, а останній свій магнітний потік, який буде спрямований проти основного потоку й навпаки.

.

При протіканні по провіднику електричного струму навколо нього утворюється магнітне поле.

Таблиця 3.2

Номер запитання, завдання

Запитання, завдання

Номер відповіді

1.

Що таке кругова частота струму?

2.

Що таке початкова фаза струму?

3.

Що таке миттєва фаза струму?

4.

Як зобразити струм за допомогою радіус-вектора?

5.

Поясніть фізичну суть активного опору провідника змінному струму в порівнянні з опором провідника постійному струму.

6.

Що таке індуктивність котушки? Від чого вона залежить?

7.

Що розуміється під діючим значенням змінного синусоїдного струму? Як його розрахувати через амплітудне значення струму?

8.

Як розрахувати діюче значення електрорушійної сили через амплітудне значення?

9.

Як розрахувати діюче значення напруги через амплітудне значення?

У колі протікає струм i = 28,2 sin ( t - 30) А. Частота струму в колі f = 50 Гц.

10.

Розрахувати період струму.

11.

Записати амплітуду струму.

12.

Записати початкову фазу струму.

13.

Записати поточну фазу струму.

14.

Зобразити струм за допомогою радіуса-вектора.

15.

Знайти показання амперметра, по якому протікає зазначений струм.

У разі вірного виконання завдання непар - пар = 22

Таблиця 3.2а

Номер відповіді

Відповідь

1.

2.

- 30.

3.

28,2 А.

4.

.

5.

.

6.

t - 30.

7.

20 А.

8.

0,02 с.

9.

2f.

10.

Кут, на який відхилена рамка генератора в момент часу t = 0.

11.

Коефіцієнт пропорційності між потокозчепленням котушки та струмом у ній. Залежить від квадрата кількості витків, магнітної проникності середовища, по якому замикається магнітний потік, площі внутрішнього перетину котушки та довжини середньої силової лінії магнітного потоку.

12.

Кут, на який відхилена рамка генератора в даний момент часу.

13.

Амплітуда струму відкладається в обраному масштабі під кутом початкової фази від осі відліку.

14.

У результаті витиснення струму на поверхню провідника перетин провідника як би зменшується, що призводить до збільшення опору в порівнянні з постійним струмом.

15.

Еквівалентний постійний струм, який, проходячи по колу з тим же опором, виділяє за період таку ж кількість тепла, що й дійсний змінний струм:

.

Таблиця 3.3

Номер запитання, завдання

Запитання, завдання

Номер відповіді

1.

Опишіть фізичні явища, які спостерігаються в резисторі в колі змінного синусоїдного струму.

2.

Складіть розрахункову схему кола з ідеальним генератором і резистором.

3.

Запишіть математичний зв'язок між миттєвою напругою, миттєвим струмом і активним опором.

4.

Сформулюйте та математично запишіть закон Ома для максимальних і діючих значень напруги й струму на ділянці кола з резистором.

5.

Запишіть математичний вираз миттєвої напруги на активному опорі, прийнявши, що початкова фаза дорівнює нулю.

6.

Запишіть математичний вираз миттєвого струму в активному опорі для зазначеної вище напруги.

7.

Побудуйте графічно оригінали миттєвої напруги та миттєвого струму на ділянці кола з резистором.

8.

Зобразіть напругу та струм за допомогою векторів.

9.

Що розуміється під кутом зсуву фаз? Чому він дорівнює на ділянці кола з резистором?

10.

Одержіть математичний вираз миттєвої потужності в резисторі. З якою частотою коливається миттєва потужність у резисторі?

11.

Що розуміється під активною потужністю?
Як її розрахувати в резисторі? Укажіть її одиницю.

До резистора підведена напруга
u = 282 sin ( t + 47) В. Активний опір резистора
r = 10 Ом.

12.

Записати вираз миттєвого струму.

13.

Знайти активну потужність у резисторі.

14.

Записати вираз миттєвої потужності в резисторі.

15.

Зобразити графічно миттєвий струм і миттєву потужність у функції t.

У разі вірного виконання завдання непар - пар = 0

Таблиця 3.3а

Номер відповіді

Відповідь

1.

Кут між векторами напруги та струму. Дорівнює нулю.

2.

4 000 Вт.

3.

Середнє значення потужності за період. RI2. [Вт].

4.

.

5.

. З подвійною частотою.

6.

28,2 sin ( t + 47).

7.

8.

При проходженні струму по резистору він нагрівається.

9.

10.

.

11.

12.

Im sint.

13.

; .

14.

Um sint.

15.

Таблиця 3.4

Номер запитання, завдання

Запитання, завдання

Номер
відповіді

1.

Опишіть фізичні явища, які спостерігаються в ідеальній котушці в колі синусоїдного струму.

2.

Складіть розрахункову схему кола з ідеальним генератором та ідеальною котушкою.

3.

Запишіть математичний зв'язок між миттєвою напругою, миттєвим струмом і індуктивністю в ідеальній котушці.

4.

Поясніть фізичну суть індуктивного опору. Як розрахувати індуктивний опір ідеальної котушки?

5.

Сформулюйте та математично запишіть закон Ома для максимальних і діючих значень напруги та струму на ділянці кола з індуктивністю.

6.

Запишіть математичний вираз миттєвого струму в індуктивності, прийнявши, що початкова фаза дорівнює нулю.

7.

Запишіть математичний вираз миттєвої напруги на індуктивності для зазначеного вище струму.

8.

Побудуйте графічно оригінали миттєвої напруги та миттєвого струму на ділянці кола з індуктивністю.

9.

Зобразіть напругу та струм за допомогою векторів.

10.

Чому дорівнює кут зсуву фаз в індуктивності?

11.

Одержіть математичний вираз миттєвої потужності в індуктивності. З якою частотою коливається миттєва потужність в індуктивності?

12.

Чому дорівнює активна потужність в індуктивності?

13.

Як розрахувати реактивну потужність в індуктивності? Укажіть її одиницю.

14.

Поясніть фізичну суть реактивної потужності в індуктивності.

До ідеальної котушки підведена напруга
u = 141 sin (t + 73) В. Індуктивність котушки дорівнює 25,4 мГн. Частота струму в колі f = 50 Гц.

15.

Знайти реактивний опір котушки.

16.

Записати миттєве значення струму.

17.

Знайти реактивну потужність.

18.

Записати вираз миттєвої потужності в індуктивності.

19.

Зобразити графічно миттєвий струм і миттєву потужність у функції t.

У разі вірного виконання завдання непар - пар = -11

Таблиця 3.4а

Номер відповіді

Відповідь

1.

. [вар].

2.

3.

. З подвійною частотою відносно частоти струму.

4.

90.

5.

1 243 вар.

6.

Амплітудне значення миттєвої потужності в індуктивності.

7.

8 Ом.

8.

17,6sin ( t - 17).

9.

.

10.

Нулю.

11.

12.

Коли струм у котушці збільшується, електрорушійна сила самоіндукції негативна та перешкоджає йому, тобто виникає реактивний опір індуктивності.

13.

Явище електричного струму, явище електромагнетизму, явище самоіндукції.

14.

.

15.

16.

L.

17.

; .

18.

19.

.

Таблиця 3.5

Номер запитання, завдання

Запитання, завдання

Номер відповіді

1.

Опишіть фізичні явища, які спостерігаються в ідеальному конденсаторі в колі синусоїдного струму.

2.

Складіть розрахункову схему кола з ідеальним генератором та ідеальним конденсатором.

3.

Запишіть математичний зв'язок між миттєвою напругою, миттєвим струмом і ємністю в ідеальному конденсаторі.

4.

Поясніть фізичну суть ємнісного опору. Як розрахувати
ємнісний опір ідеального конденсатора?

5.

Сформулюйте й математично запишіть закон Ома для максимальних і діючих значень напруги й струму на ділянці кола з ємністю.

6.

Запишіть математичний вираз миттєвого струму в ємності, прийнявши, що початкова фаза дорівнює нулю.

7.

Запишіть математичний вираз миттєвої напруги на ємності для зазначеного вище струму.

8.

Побудуйте графічно оригінали миттєвої напруги та миттєвого струму на ділянці кола з ємністю.

9.

Зобразіть напругу та струм за допомогою векторів.

10.

Чому дорівнює кут зсуву фаз у ємності?

11.

Одержіть математичний вираз миттєвої потужності в ємності. З якою частотою коливається миттєва потужність у ємності?

12.

Чому дорівнює активна потужність у ємності?

13.

Як розрахувати реактивну потужність у ємності? Укажіть її одиницю.

14.

Поясніть фізичну суть реактивної потужності в ємності.

До ідеального конденсатора підведена напруга u = 282 sin (t + 47) В. Ємність конденсатора дорівнює 318 мкФ. Частота струму в колі f = 50 Гц.

15.

Знайти реактивний опір конденсатора.

16.

Записати миттєве значення струму.

17.

Знайти реактивну потужність у ємності.

18.

Записати вираз миттєвої потужності в ємності.

19.

Зобразити графічно миттєву напругу та миттєву потужність у функції t.

У разі вірного виконання завдання непар - пар = 26

Таблиця 3.5а

Номер відповіді

Відповідь

1.

Амплітудне значення миттєвої потужності в ємності.

2.

3.

90.

4.

28,2sin ( t + 137).

5.

. З подвійною частотою відносно частоти напруги.

6.

.

7.

. [вар].

8.

10 Ом.

9.

Нулю.

10.

3 962 вар.

11.

Явище електричного струму, процес накопичення зарядів на обкладинках конденсатора.

12.

13.

14.

15.

Заряди, які накопичуються на обкладинках конденсатора, створюють напругу, яка протидіє струму, тобто з'являється реактивний опір ємності: .

16.

.

17.

; .

18.

.

19.

Експериментальне дослідження 1.

1. Скласти принципову електричну схему кола, яке складається з лабораторного автотрансформатора, вольтметра, підключеного до його вторинних затисків, амперметра, включеного послідовно з додатковим резистором і навантажувальним резистором. Напругу з додаткового резистора необхідно подати на вхід осцилографа.

Размещено на http://www.allbest.ru/

2. Зібрати схему цієї експериментальної установки.

3. Включити установку на змінну напругу (50 Гц) і здійснити візуальне спостереження миттєвого струму.

Експериментальне дослідження 2.

Скласти принципову електричну схему кола, яке складається з лабораторного автотрансформатора, вольтметра, підключеного до його вторинних затисків, амперметра, включеного послідовно з навантажувальним резистором, і ватметра.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зібрати схему цієї експериментальної установки.

Включити установку на змінну напругу (50 Гц) і зняти показання приладів.

Фізична величина

U (Ur), В

I , А

Р, Вт

Значення фізичної величини

Скласти розрахункову схему кола, принципова електрична схема якого складена в пункті 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Визначити наступне:

амплітуду напруги:

;

амплітуду струму:

;

кут зсуву фаз кола:

;

кругову частоту струму:

= 2f;

активний опір кола:

;

Лабораторне заняття 6

«Лінійні нерозгалужені кола змінного синусоїдного струму з котушкою і конденсатором»

1. Виконати завдання інформаційно-репродуктивного і практично-стереотипного характеру, користуючись таблицями.

Таблиця 3.6

Номер запитання, завдання

Запитання, завдання

Номер відповіді

1.

Опишіть фізичні явища, які спостерігаються в реальній котушці в колі змінного синусоїдного струму.

2.

Складіть розрахункову схему кола з ідеальним генератором і реальною котушкою.

3.

Складіть рівняння електричної рівноваги кола синусоїдного струму з реальною котушкою.

4.

Запишіть вираз миттєвого струму в колі, прийнявши, що початкова фаза дорівнює нулю.

5.

Одержіть вираз миттєвої напруги на затисках кола, підставивши в рівняння електричної рівноваги вираз миттєвого струму в колі.

6.

Побудуйте векторну діаграму струму та напруг кола (для діючих значень).

7.

Запишіть вираз миттєвої напруги на затисках кола, використовуючи векторну діаграму, з урахуванням кута зсуву фаз.

8.

Одержіть з векторної діаграми та побудуйте трикутник діючих значень напруг котушки.

9.

Перетворіть трикутник напруг у трикутник опорів, використовуючи закон Ома.

10.

Встановіть зв'язок між параметрами реальної котушки, використовуючи трикутник опорів.

11.

Як розрахувати кут зсуву фаз реальної котушки
за допомогою її параметрів?

12.

Одержіть із трикутника опорів трикутник потужностей і побудуйте його.

13.

Встановіть зв'язок між потужностями реальної котушки, використовуючи трикутник потужностей.

14.

Дайте визначення коефіцієнта потужності реальної котушки.

15.

Запишіть і розшифруйте визначальну формулу коефіцієнта потужності реальної котушки.

У разі вірного виконання завдання непар - пар = 24

Таблиця 3.6а

Номер відповіді

Відповідь

Відношення активної потужності до повної потужності.

.

.

.

.

Явище електричного струму, явище теплової дії струму, явище електромагнетизму, явище самоіндукції.

.

Размещено на http://www.allbest.ru/

.

.

.

Таблиця 3.7

Номер запитання, завдання

Запитання, завдання

Номер відповіді

Котушка з параметрами r = 3 Ом і L = 12,7 мГн підключена до джерела синусоїдної напруги u = 282 sin (t + 70) В. Частота струму в колі
f = 50 Гц.

1.

Знайти індуктивний опір котушки.

2.

Знайти повний опір котушки.

3.

Знайти кут зсуву фаз котушки.

4.

Знайти амплітуду струму в котушці.

5.

Записати миттєве значення струму в котушці.

6.

Знайти амплітуду напруги на активному опорі.

7.

Записати миттєве значення напруги на активному опорі.

8.

Знайти амплітуду напруги на індуктивності.

9.

Записати миттєве значення напруги на індуктивності.

10.

Побудувати векторну діаграму напруг і струму кола.

11.

Знайти активну потужність котушки.

12.

Знайти реактивну потужність котушки.

13.

Знайти повну потужність котушки.

14.

Знайти коефіцієнт потужності котушки.

У разі вірного виконання завдання непар - пар = 13

Таблиця 3.7а

Номер відповіді

Відповідь

1.

0,6.

2.

225,6 sin (t + 107).

3.

225,6 В.

4.

6 400 вар.

5.

6.

8 000 ва.

7.

4 800 Вт.

8.

4 Ом.

9.

56,4 sin (t + 17).

10.

56,4 А.

11.

169,2 В.

12.

5 Ом.

13.

169,2 sin (t + 17).

14.

53.

Таблиця 3.8

Номер запитання, завдання

Запитання, завдання

Номер відповіді

1.

Опишіть фізичні явища, які спостерігаються в реальному конденсаторі в колі змінного синусоїдного струму.

2.

Складіть розрахункову схему кола з ідеальним генератором і реальним конденсатором.

3.

Складіть рівняння електричної рівноваги кола синусоїдного струму з реальним конденсатором.

4.

Запишіть вираз миттєвого струму в колі,
прийнявши, що початкова фаза дорівнює нулю.

5.

Одержіть вираз миттєвої напруги на затисках кола, підставивши в рівняння електричної рівноваги вираз миттєвого струму в колі.

6.

Побудуйте векторну діаграму струму й напруг кола
(для діючих значень).

7.

Запишіть вираз миттєвої напруги на затисках кола, використовуючи векторну діаграму, з урахуванням кута зсуву фаз.

8.

Одержіть з векторної діаграми й побудуйте трикутник діючих значень напруг реального конденсатора.

9.

Перетворіть трикутник напруг у трикутник опорів, використовуючи закон Ома.

10.

Встановіть зв'язок між параметрами реального конденсатора, використовуючи трикутник опорів.

11.

Як розрахувати кут зсуву фаз реального конденсатора за допомогою його параметрів?

12.

Одержіть із трикутника опорів трикутник потужностей і побудуйте його.

13.

Встановіть зв'язок між потужностями реального конденсатора, використовуючи трикутник потужностей.

14.

Дайте визначення коефіцієнта потужності реального конденсатора.

15.

Запишіть і розшифруйте визначальну формулу коефіцієнта потужності реального конденсатора.

У разі вірного виконання завдання непар - пар = -12

Таблиця 3.8а

Номер відповіді

Відповідь

1.

.

2.

Розділивши сторони трикутника напруг на Im, одержимо

3.

.

4.

.

5.

P = rI2,

Qс = хсI2,

S = I2.

6.

.

7.

Відношення активної потужності до повної потужності, яку споживає конденсатор.

8.

Явище електричного струму, явище теплової дії струму, процес накопичення зарядів на обкладинках конденсатора.

9.

, тому що i = 0.

10.

,

де Urm = rIm; Ucm = xcIm.

11.

12.

.

13.

14.

.

15.

Таблиця 3.9

Номер запитання, завдання

Запитання, завдання

Номер відповіді

До джерела синусоїдної напруги u = 282 sin (t + 47) В підключені послідовно з'єднані резистор і конденсатор. Активний опір кола дорівнює 8 Ом, ємнісний опір конденсатора дорівнює 6 Ом.

1.

Знайти повний опір кола.

2.

Знайти кут зсуву фаз кола.

3.

Знайти амплітуду струму в колі.

4.

Записати миттєве значення струму в колі.

5.

Знайти амплітуду напруги на активному опорі.

6.

Записати миттєве значення напруги на активному опорі.

7.

Знайти амплітуду напруги на ємності.

8.

Записати миттєве значення напруги на ємності.

9.

Побудувати векторну діаграму напруг і струму кола.

10.

Знайти активну потужність кола.

11.

Знайти реактивну потужність кола.

12.

Знайти повну потужність кола.

13.

Знайти коефіцієнт потужності кола.

У разі вірного виконання завдання непар - пар = 11

Таблиця 3.9а

Номер відповіді

Відповідь

1.

0,8.

2.

.

3.

3 200 Вт.

4.

5.

2 400 вар.

6.

4 000 ва.

7.

10 Ом.

8.

.

9.

37.

10.

28,2 А.

11.

169,2 В.

12.

.

13.

225,6 В.

Таблиця 3.10

Номер запитання, завдання

Запитання, завдання

Номер відповіді

1.

Опишіть фізичні явища, які спостерігаються в колі змінного синусоїдного струму з послідовним з'єднанням реальної котушки та ідеального конденсатора.

2.

Складіть розрахункову схему кола з ідеальним генератором, реальною котушкою й ідеальним конденсатором.

3.

Складіть рівняння електричної рівноваги кола синусоїдного струму з реальною котушкою та ідеальним конденсатором.

4.

Запишіть вираз миттєвого струму в колі,
прийнявши, що початкова фаза дорівнює нулю.

5.

Одержіть вираз миттєвої напруги на затисках кола, підставивши в рівняння електричної рівноваги вираз миттєвого струму в колі.

6.

Побудуйте векторну діаграму струму та напруг кола
(для діючих значень).

7.

Запишіть вираз миттєвої напруги на затисках кола, використовуючи векторну діаграму, з урахуванням кута зсуву фаз.

8.

Одержіть з векторної діаграми та побудуйте трикутник діючих значень напруг кола.

9.

Що розуміється під активною складовою напруги кола?

10.

Що розуміється під реактивною складовою напруги кола?

11.

Перетворіть трикутник напруг у трикутник опорів, використовуючи закон Ома.

12.

Що розуміється під реактивним опором кола?
Який він може носити характер?

13.

Встановіть зв'язок між параметрами кола, використовуючи трикутник опорів.

14.

Як розрахувати кут зсуву фаз кола за допомогою її параметрів?

15.

Одержіть із трикутника опорів трикутник потужностей і побудуйте його.

16.

Що розуміється під реактивною потужністю кола?
Який вона може носити характер?

17.

Встановіть зв'язок між потужностями в колі, використовуючи трикутник потужностей.

18.

Дайте визначення коефіцієнта потужності кола.

19.

Запишіть і розшифруйте визначальну формулу коефіцієнта потужності кола.

20.

Як розрахувати коефіцієнт потужності кола за допомогою його параметрів?

У разі вірного виконання завдання непар - пар = 8

Таблиця 3.10а

Номер відповіді

Відповідь

1.

Відношення активної потужності до повної.

2.

Розділимо сторони трикутника напруг на Im і одержимо:

3.

.

4.

Різниця між індуктивним xL і ємнісним xc опорами кола. Якщо xL xc , то реактивний опір кола буде носити індуктивний характер, якщо xL xc , то реактивний опір кола буде носити ємнісний характер.

5.

.

6.

.

7.

.

8.

P = rI2,

Q = xI2,

S = I2.

9.

. Може бути індуктивного або ємнісного характеру.

10.

.

11.

Явище електричного струму, явище теплової дії струму, явище електромагнетизму, явище самоіндукції, процес накопичення зарядів на обкладинках конденсатора.

12.

де ; ; .

13.

14.

Різниця між напругами на індуктивному і ємнісному опорах кола:

.

15.

.

16.

17.

.

18.

19.

, тому що i = 0.

20.

Напруга на активному опорі кола: .

Таблиця 3.11

Номер запитання, завдання

Запитання, завдання

Номер відповіді

До джерела синусоїдної напруги u = 141 sin (t + 30) В підключені послідовно з'єднані котушка та конденсатор. Активний опір кола дорівнює 12 Ом, індуктивний опір котушки дорівнює 37 Ом, ємнісний опір конденсатора дорівнює 21 Ом.

1.

Визначити реактивний опір кола.

2.

Визначити повний опір кола.

3.

Визначити кут зсуву фаз кола.

4.

Визначити амплітуду струму в колі.

5.

Записати вираз миттєвого струму в колі.

6.

Визначити амплітуду напруги на активному опорі кола.

7.

Записати вираз миттєвої напруги на активному опорі кола.

8.

Визначити амплітуду напруги на індуктивності кола.

9.

Записати вираз миттєвої напруги на індуктивності кола.

10.

Визначити амплітуду напруги на ємності кола.

11.

Записати вираз миттєвої напруги на ємності кола.

12.

Знайти діюче значення струму в колі.

13.

Знайти діюче значення напруги на затисках кола.

14.

Знайти діюче значення напруги на активному опорі кола.

15.

Знайти діюче значення напруги на індуктивності кола.

16.

Знайти діюче значення напруги на ємності кола.

17.

Знайти активну потужність кола.

18.

Знайти реактивну потужність індуктивності кола.

19.

Знайти реактивну потужність ємності кола.

20.

Знайти реактивну потужність кола.

21.

Знайти повну потужність кола.

22.

Знайти коефіцієнт потужності кола.

У разі вірного виконання завдання непар - пар = 11

Таблиця 3.11а

Номер відповіді

Відповідь

1.

0,6.

2.

185 В.

3.

5 А.

4.

100 В.

5.

525 вар.

6.

60 В.

7.

400 вар.

8.

105 В.

9.

300 Вт.

10.

925 вар.

11.

500 ва.

12.

.

13.

84,6 В.

14.

16 Ом.

15.

148,05 В.

16.

.

17.

20 Ом.

18.

.

19.

53.

20.

7,05 А.

21.

260,85 В.

22.

.

Експериментальне дослідження 3.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Скласти принципову електричну схему кола, яке складається з лабораторного автотрансформатора, вольтметра, підключеного до його вторинних затисків, амперметра, включеного послідовно з реальною котушкою, і ватметра.

Зібрати схему цієї експериментальної установки.

Включити установку на змінну напругу (50 Гц) і зняти показання приладів.

Фізична величина

U , В

I , А

Р, Вт

Значення фізичної величини

Скласти розрахункову схему кола, принципова електрична схема якого складена в пункті 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Визначити наступне:

повний опір котушки:

;

активний опір котушки:

;

індуктивний опір котушки:

;

індуктивність котушки:

;

активну складову напруги:

; ;

індуктивну складову напруги:

; ;

активну потужність котушки:

;

індуктивну потужність котушки:

;

повну потужність котушки:

;

коефіцієнт потужності котушки:

;

кут зсуву фаз котушки:

.

Експериментальне дослідження 4.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Скласти принципову електричну схему кола, яке складається з лабораторного автотрансформатора, вольтметра, підключеного до його вторинних затисків, амперметра, включеного послідовно з резистором і конденсатором, і ватметра.

2. Зібрати схему цієї експериментальної установки.

3. Включити установку на змінну напругу (50 Гц) і зняти показання приладів.

Фізична величина

U , В

I , А

Р, Вт

Значення фізичної величини

4. Скласти розрахункову схему кола, принципова електрична схема якого складена в пункті 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

5. Визначити наступне:

повний опір кола:

;

активний опір кола:

;

ємнісний опір конденсатора:

;

ємність конденсатора:

;

активну складову напруги:

; ;

ємнісну складову напруги:

; ;

активну потужність конденсатора:

;

ємнісну потужність конденсатора:

;

повну потужність конденсатора:

;

коефіцієнт потужності конденсатора:

;

кут зсуву фаз конденсатора:

.

Лабораторне заняття 7

«Лінійні нерозгалужені кола змінного синусоїдного струму»

1. Виконати завдання інформаційно-репродуктивного і практично-стереотипного характеру, користуючись таблицями.

Таблиця 3.12

Номер запитання, завдання

Запитання, завдання

Номер відповіді

Що таке резонанс напруг?

Запишіть умови виникнення резонансу напруг.

Що таке резонансна частота? Як її розрахувати за допомогою параметрів кола?

Дайте характеристику режиму резонансу напруг.

Укажіть негативні наслідки резонансу напруг.

До джерела синусоїдної напруги підключені послідовно з'єднані котушка та конденсатор. Активний опір кола дорівнює 20 Ом, індуктивність котушки дорівнює 25,4 мГн, ємність конденсатора дорівнює 3,93 мкФ.

Визначити резонансну частоту для цього кола.

Запишіть умову еквівалентного перетворення кола змінного синусоїдного струму при послідовному з'єднанні елементів.

Приведіть приклад розрахункової схеми кола з послідовним з'єднанням елементів.

Побудуйте якісно векторну діаграму наведеного кола, прийнявши, що початкова фаза струму дорівнює нулю.

Запишіть вираз еквівалентного активного опору кола.

Запишіть вираз еквівалентного реактивного опору кола.

Складіть еквівалентну розрахункову схему кола.

Запишіть алгоритм розрахунку струму в колі.

Як визначити активну потужність у колі?

Як визначити реактивну потужність у колі?

Як визначити повну потужність у колі?

Як визначити коефіцієнт потужності кола?

Як визначити кут зсуву фаз кола?

Як записати вираз миттєвої напруги в колі по заданим струму та куту зсуву фаз?

У разі вірного виконання завдання непар - пар = 22

Таблиця 3.12а

Номер відповіді

Відповідь

Добуток еквівалентного активного опору кола на квадрат діючого значення сили струму, що протікає в колі: rI2.

r = r1 + r2 + r3.

Добуток еквівалентного реактивного опору кола на квадрат діючого значення сили струму, що протікає в колі: xI2.

, де хl = хl1 + хl2; хс = хс1 + хс2.

Необхідно добуток максимальної сили струму та еквівалентного
повного опору кола помножити на косинус кута t + i - (у випадку індуктивного режиму роботи кола):

.

Відношення активної потужності в колі до повної потужності в колі: .

Якщо відомі прикладена напруга й параметри r, L, C кола, то

1) визначається еквівалентний активний опір кола;

2) визначається еквівалентний індуктивний опір кола;

3) визначається еквівалентний ємнісний опір кола;

4) визначається еквівалентний реактивний опір кола;

5) визначається еквівалентний повний опір кола;

6) визначається сила струму в колі.

Добуток еквівалентного повного опору кола на квадрат діючого значення сили струму, що протікає в колі: I2.

Арккосинус відношення еквівалентного активного опору кола до повного опору кола: .

Змінюючи значення індуктивності L або ємності С, або змінюючи частоту струму .

При якій наступає резонанс напруг із заданими параметрами кола: .

Електричне коло працює в індуктивному режимі.

Можуть виникати високі напруги на котушці індуктивності та конденсаторі.

1) еквівалентний повний опір кола дорівнює активному опору;

2) кут зсуву фаз кола дорівнює нулю;

3) коло споживає тільки активну потужність;

4) коло не споживає реактивної потужності;

5) прикладена напруга врівноважується напругою на активному опорі;

6) напруга на індуктивності і ємності дорівнюють одна одній та можуть значно перевищувати прикладену напругу;

7) між індуктивністю і ємністю йде безперервний обмін енергією: енергія електричного поля конденсатора переходить в енергію магнітного поля котушки й навпаки; при цьому сума миттєвих значень енергій у ємності та індуктивності залишається завжди постійною.

Напруга на затисках кола та сила струму в колі залишаються без зміни.

5040 Гц.

Режим роботи кола у випадку, якщо хС = хl.

Таблиця 3.13

Номер запитання, завдання

Запитання, завдання

Номер відповіді

Електричне коло з послідовно з'єднаними елементами має параметри: r1 = 1 Ом, хL1 = 17 Ом, хС1 = 12 Ом, r2 = 3 Ом, хС2 = 3 Ом, r3 = 2 Ом, хL2 = 10 Ом. На затисках кола напруга u = 282 sin t В.

1.

Визначити активний опір кола.

2.

Визначити індуктивний опір кола.

3.

Визначити ємнісний опір кола.

4.

Визначити реактивний опір кола.

5.

Визначити повний опір кола.

6.

Визначити кут зсуву фаз кола.

7.

Визначити амплітуду струму в колі.

8.

Знайти діюче значення струму в колі.

9.

Знайти активну потужність кола.

10.

Знайти реактивну потужність індуктивності кола.

11.

Знайти реактивну потужність ємності кола.

12.

Знайти реактивну потужність кола.

13.

Знайти повну потужність кола.

14.

Знайти коефіцієнт потужності кола.

У разі вірного виконання завдання непар - пар = 25

Таблиця 3.13а

Номер відповіді

Відповідь

1.

0,45.

2.

2 664 вар.

3.

14,9 А.

4.

3 330 вар.

5.

1 332 Вт.

6.

2 980 ва.

7.

5 994 вар.

8.

27 Ом.

9.

12 Ом.

10.

63.

11.

6 Ом.

12.

15 Ом.

13.

21 А.

14.

13,42 Ом.

Таблиця 3.14

Номер запитання, завдання

Запитання, завдання

Номер відповіді

1.

Опишіть фізичні явища, які спостерігаються в лінії електропередачі та навантаженні при живленні від джерела змінного синусоїдного струму.

2.

Складіть розрахункову схему кола з лінією електропередачі та навантаженням.

3.

Побудуйте векторну діаграму кола з лінією електропередачі та навантаженням.

4.

Як розрахувати еквівалентний активний опір кола?

5.

Як розрахувати еквівалентний реактивний опір кола?

6.

Як розрахувати еквівалентний повний опір кола?

7.

Як розрахувати струм у колі з лінією електропередачі та навантаженням?

8.

Як розрахувати напругу на навантаженні?

9.

Як розрахувати втрату напруги в лінії електропередачі?

10.

Як розрахувати спадання напруги в лінії електропередачі?

11.

Як розрахувати відхилення напруги на затисках навантаження?

12.

Як розрахувати втрати активної потужності в лінії електропередачі?

13.

Як розрахувати реактивну потужність, яку споживає лінія електропередачі?

У разі вірного виконання завдання непар - пар = 1

Таблиця 3.14а

Номер відповіді

Відповідь

1.

Різниця між напругами на початку та наприкінці лінії.

2.

.

3.

Різниця між фактичною напругою на навантаженні та номінальною напругою навантаження.

4.

, де .

5.

rл I2.

6.

Добуток повного опору лінії на діюче значення струму, що у ній протікає.

7.

хл I2.

8.

Явище електричного струму, явище теплової дії струму, явище електромагнітної індукції (самоіндукції), процес накопичення зарядів у ємнісних елементах кола.

9.

10.

rл + rн.

11.

.

12.

13.

хл + хн.

Таблиця 3.15

Номер запитання, завдання

Запитання, завдання

Номер відповіді

1.

Як розрахувати повну потужність, яку споживає лінія електропередачі?

2.

Як розрахувати коефіцієнт потужності лінії електропередачі?

3.

Як розрахувати кут зсуву фаз лінії електропередачі?

4.

Як розрахувати активну потужність навантаження?

5.

Як розрахувати реактивну потужність навантаження?

6.

Як розрахувати повну потужність навантаження?

7.

Як розрахувати коефіцієнт потужності навантаження?

8.

Як розрахувати кут зсуву фаз навантаження?

9.

Як розрахувати активну потужність кола?

10.

Як розрахувати реактивну потужність кола?

11.

Як розрахувати повну потужність кола?

12.

Як розрахувати коефіцієнт потужності кола?

13.

Як розрахувати кут зсуву фаз кола?

У разі вірного виконання завдання непар - пар = 3

Таблиця 3.15а

Номер відповіді

Відповідь

1.

Активну потужність навантаження розділити на повну потужність навантаження.

2.

.

3.

.

4.

.

5.

Активну потужність кола розділити на повну потужність кола.

6.

.

7.

.

8.

хн I2.

9.

I2.

10.

Втрати активної потужності в лінії розділити на повну потужність, яку споживає лінія електропередачі.

11.

I2.

12.

rн I2.

13.

.

Таблиця 3.16

Номер питання, завдання

Питання, завдання

Номер відповіді

Навантаження з параметрами rн = 2,5 Ом, хн = 2,5 Ом підключено до джерела змінної синусоїдної напруги, діюче значення якої дорівнює 200 В, за допомогою лінії електропередачі з параметрами rл = 0,5 Ом, хл = 1,5 Ом.

1.

Визначити повний опір навантаження.

2.

Визначити кут зсуву фаз навантаження.

3.

Визначити повний опір лінії електропередачі.

4.

Визначити кут зсуву фаз лінії електропередачі.

5.

Визначити активний опір кола.

6.

Визначити реактивний опір кола.

7.

Визначити повний опір кола.

8.

Визначити кут зсуву фаз кола.

9.

Знайти діюче значення струму в колі.

10.

Знайти діюче значення напруги на навантаженні.

11.

Знайти спадання напруги в лінії електропередачі.

12.

Знайти втрату напруги в лінії електропередачі.

13.

Знайти відхилення напруги на затискачах навантаження,
якщо його номінальна напруга дорівнює 220 В.

14.

Побудувати векторну діаграму для діючих значень напруг і струму в колі.

У разі вірного виконання завдання непар - пар = 3

Таблиця 3.16а

Номер відповіді

Відповідь

1.

63,2 В.

2.

53.

3.

64,5 В.

4.

40 А.

5.

141,6 В.

6.

7.

-78,4 В.

8.

3 Ом.

9.

3,54 Ом.

10.

45.

11.

1,58 Ом.

12.

4 Ом.

13.

72.

14.

5 Ом.

ТЕМАТИЧНЕ КОМПЛЕКСНЕ КВАЛІФІКАЦІЙНЕ ЗАВДАННЯ

Умова

Реальна котушка К через вимикач S підключена до джерела змінного синусоїдного електричного струму. У загальному колі включені амперметр, вольтметр і ватметр.

При включенні вимикача S електровимірювальні прилади показали наступні значення: амперметр - I, вольтметр - U, ватметр - Р.

Завдання

Скласти принципову електричну схему описаного електричного кола. Окремі елементи кола виділити жирними лініями, а їхні з'єднуючі проводи - тонкими лініями.

Скласти розрахункову схему електричного кола при включеному вимикачеві S, прийнявши наступні допущення:

опорами проводів, що з'єднують елементи кола, зневажити;

опорами амперметра та струмовою обмоткою ватметра зневажити;

опори вольтметра та обмотки напруги ватметра вважати такими, що дорівнюють нескінченності.

Виконати розрахунок електричного кола, розглянутого в пункті 2:

записати діюче значення напруги на затисках електричного кола;

визначити амплітудне значення напруги на затисках електричного кола;

записати миттєву напругу на затисках кола, прийнявши, що її початкова фаза дорівнює шu;

записати діюче значення сили електричного струму в котушці;

записати активну потужність, яку споживає котушка з електричної мережі;

визначити повну потужність, яку споживає котушка з електричної мережі;

визначити реактивну потужність, яку споживає котушка з електричної мережі;

визначити повний опір котушки;

визначити активний опір котушки;

визначити реактивний опір котушки;

визначити індуктивність котушки;

визначити кут зсуву фаз в електричному колі;

визначити амплітудне значення синусоїдного електричного струму в котушці;

визначити початкову фазу синусоїдного електричного струму в котушці;

записати миттєвий синусоїдний електричний струм у котушці;

визначити діюче значення напруги на активному опорі;

визначити амплітудне значення напруги на активному опорі;

визначити початкову фазу напруги на активному опорі;

записати миттєву напругу на активному опорі;

визначити діюче значення напруги на реактивному опорі;

визначити амплітудне значення напруги на реактивному опорі;

визначити початкову фазу напруги на реактивному опорі;

записати миттєву напругу на реактивному опорі;

визначити коефіцієнт потужності даного електричного кола;

побудувати в масштабі векторну діаграму напруг і струму (для діючих значень).

Варіанти вихідних даних до тематичного комплексного кваліфікаційного завдання

Таблиця 3.17

Варіанти

Вихідні дані

I ,
A

U, B

P, Bm

шu

1

20

200

2400

30о

2

10

400

3200

30о

3

5

100

300

0о

4

22

220

3872

0о

5

10

370

3500

-30о

6

6

120

432

-30о

7

2

100

160

45о

8

4

148

192

45о

9

2

200

240

0о

10

15

150

1350

0о

11

25

375

7500

-45о

12

15

225

2700

-45о

13

19

380

4332

30о

14

8

160

768

30о

15

17

85

1156

-30о

Індивідуальне завдання 2

Нерозгалужене електричне коло змінного синусоїдного струму містить ідеальний генератор, ідеальну лінію і приймач з регульованим опором.

Провести порівняльний аналіз режимів роботи генератора і приймача за наступним алгоритмом (таблиця 3.18), вибравши відповіді з таблиці 3.18а:

Таблиця 3.18

Номери питань і
завдань

Питання і завдання

Номери вірних відповідей

1.

Яким загальним поняттям можна об'єднати генератор і
приймач?

2.

Приведіть сім ознак подібності режимів роботи генератора і приймача.

3.

Приведіть дві ознаки розходження режимів роботи
генератора і приймача.

4.

Виділіть головну ознаку подібності режимів роботи
генератора і приймача.

5.

Обґрунтуйте головну ознаку подібності режимів роботи
генератора і приймача.

6.

Виділіть головну ознаку розходження режимів роботи
генератора і приймача.

7.

Обґрунтуйте головну ознаку розходження режимів роботи генератора і приймача.

8.

Виділіть три шляхи взаємодії генератора і приймача між
собою.

9.

Установіть причинно-наслідковий зв'язок режимів роботи генератора і приймача.

Таблиця 3.18а

Номери вірних відповідей

Варіанти відповідей

За допомогою електричного поля.

Перетворювачі енергії.

Зміною е.р.с.

Однаковий струм.

Зміною активного опору навантаження.

Зміною індуктивного опору навантаження.

Зміною ємнісного опору навантаження.

Зміною повного опору навантаження.

Різні перетворювання енергії.

Причиною зміни режиму роботи може бути як джерело,
так і приймач.

Функціональне призначення.

Різні напруги на затисках.

Елемент електричного кола.

Є вільні заряди.

Різні миттєві потужності.

Однакові напруги на затисках.

Однакові миттєві потужності.

Однакові кути зсуву фаз.

Генератор має вільні заряди, а приймач - не має.

Різні напрями активних потужностей.

Відсутня активна потужність.

Размещено на Allbest.ru

Страница:


Подобные документы

  • Коло змінного струму

    Поняття змінного струму. Резистор, котушка індуктивності, конденсатор, потужність в колах змінного струму. Закон Ома для електричного кола змінного струму. Зсув фаз між коливаннями сили струму і напруги. Визначення теплового ефекту від змінного струму.

    лекция [637,6 K], добавлен 04.05.2015

  • Кола змінного струму

    Діючі значення струму і напруги. Параметри кола змінного струму. Визначення теплового ефекту від змінного струму. Активний опір та потужність в колах змінного струму. Зсув фаз між коливаннями сили струму і напруги. Закон Ома в комплекснiй формi.

    контрольная работа [451,3 K], добавлен 21.04.2012

  • Електрика і електростатика

    Поняття електростатиці, електричного поля, електричного струму та кола, ємністі, магнетизму та електромагнітній індукції. Закон електромагнітної індукції Фарадея. Кола змінного струму. Послідовне та паралельне з’єднання R-, C-, L- компонентів.

    анализ книги [74,2 K], добавлен 24.06.2008

  • Розрахунок складного електричного кола постійного і змінного струму

    Загальні відомості та схема електричного ланцюга. Розрахунок електричного кола постійного струму. Складання рівняння балансу потужностей. Значення напруг на кожному елементі схеми. Знаходження хвильового опору і добротності контуру, струму при резонансі.

    курсовая работа [915,3 K], добавлен 06.08.2013

  • Технічне обслуговування та ремонт двигунів змінного струму

    Загальні відомості про електричні машини. Форми виконання електричних двигунів. Технічне обслуговування електродвигунів змінного струму, їх основні неполадки та способи ремонту. Техніка безпеки при сушінні електричних машин, підготовка до пуску.

    курсовая работа [130,6 K], добавлен 18.01.2011

  • Симетричні нерозгалужені трифазні кола синусоїдного струму

    Основні частини трифазного генератору: статор і ротор. Зв'язана трифазна чотирипровідна система. Перший закон Кірхгофа. З'єднання фаз генератора зіркою. Формули фазної та лінійної напруг. З'єднання фаз навантаження трикутником. Потужності трифазного кола.

    лекция [65,6 K], добавлен 25.02.2011

  • Розрахунок розподілу індукції магнітного поля в складному магнітному колі змінного струму

    Вибір електромагнітних навантажень, визначення головних розмірів, геометричних співвідношень і обмоткових даних. Розрахунок розподілу індукції в технологічному зазорі та струму неробочого руху. Визначення та обґрунтування втрат короткого замикання.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 24.07.2022

  • Нерозгалужені електричні кола

    Явище електризації тіл і закон збереження заряду, взаємодії заряджених тіл і закон Кулона, електричного струму і закон Ома, теплової дії електричного струму і закон Ленца–Джоуля. Електричне коло і його елементи. Розрахункова схема електричного кола.

    лекция [224,0 K], добавлен 25.02.2011

  • Дослідження електричного кола змінного струму з паралельним з’єднанням віток

    Режим роботи електричного кола з паралельним з’єднанням котушки індуктивності і ємності при різних частотах. Вплив С і L на явище резонансу струмів та його використання для регулювання коефіцієнта потужності. Закон Ома для кола з паралельним з’єднанням.

    лабораторная работа [123,3 K], добавлен 13.09.2009

  • Розробка та дослідження систем регулювання швидкості електропривода постійного та змінного струму

    Розрахунок та дослідження перехідних процесів в однофазній системі регулювання швидкості (ЕРС) двигуна з підлеглим регулювання струму якоря. Параметри скалярної системи керування електроприводом асинхронного двигуна. Перехідні процеси у контурах струму.

    курсовая работа [530,2 K], добавлен 21.02.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены