Физика / Лабораторная работа: Исследование цепи однофазного синусоидального напряжения с параллельным соединением приемников

Лабораторная работа: Исследование цепи однофазного синусоидального напряжения с параллельным соединением приемников


Для двух приёмников

В соответствии с балансом активной и реактивной мощностей под P, Q, S, cosφ следует пони-мать также активную, реактивную и полную мощности источника электрической энергии и его коэффициент мощности.

Величины активной и реактивной составляющих токов приемников (см. рис. 2):

где φ1 и φ2 – углы сдвига фаз между вектором напряжения и векторами токов и .

Представление токов активными и реактивными составляющими позволяет путем их сложения найти активную Iа и реактивную Iр составляющие тока источника и по ним определить ток источника I:

Из векторной диаграммы рис. 2, следует:

Косинус угла сдвига фаз между вектором тока источника и вектором напряжения источника определяется из выражения:


В электрических цепях с параллельным соединением приемников, содержащих индуктивные и емкостные элементы, может при определенных условиях возникать явление резонанса токов. Резонансом токов называется режим, при котором ток источника электрической энергии совпадает по фазе с напряжением источника, т.е. φ= 0. Следовательно, условием резонанса токов является равенство нулю реактивной мощности цепи и реактивной составляющей тока источника электрической энергии.

Из условия резонанса токов следует, что

При резонансе токов коэффициент мощности цепи

Ток в ветви с источником электрической энергии содержит только активную составляющую, является минимальным по величине и может оказаться значительно меньше токов в каждом из параллельно включенных приемников:

Рабочее задание

1. Собираем схему, изображенную на рис. 3.


2. Медленно выдвигая сердечник, снимаем показания приборов для трех точек до резонанса, точки в околорезонансной области и шести точек после резонанса. Показания приборов заносим в табл. 2.

Табл. 2. Опытные данные.

№ U U1 I I1 I2 PК2
В А кол. дел. Вт
1 215 110 1,35 2,1 1 1,5 15
2 215 110 1,25 2,1 1,4 2 20
3 215 110 1,22 2,1 1,6 3 30
4 215 110 1,28 2,1 1,8 4 40
5 215 110 1,3 2,1 2 4,5 45
6 215 110 1,42 2,1 2,4 6 60
7 215 110 1,78 2,1 2,8 8 80
8 215 110 2,1 2,1 3,2 10 100
9 215 110 2,5 2,1 3,6 12,5 125
10 215 110 2,9 2,1 4 15 150
11 215 110 3,35 2,1 4,4 18 180
12 215 110 3,9 2,1 5 23,5 235

3. По результатам опытов вычисляем величины, входящие в табл. 3.

Табл. 3. Расчетные данные

№ P1 S1 QC1 cos φ1 S2 QL2 cos φ2 xL2 P S cos φ L
Вт ВА ВАр о.е. ВА ВАр о.е. Ом Вт ВА о.е. Гн
1 231 451,5 387,93 0,5116 215 214,48 0,070 214,48 246 290,25 0,848 0,683
2 231 451,5 387,93 0,5116 301 300,33 0,066 153,23 251 268,75 0,934 0,488
3 231 451,5 387,93 0,5116 344 342,69 0,087 133,86 261 262,30 0,995 0,426
4 231 451,5 387,93 0,5116 387 384,93 0,103 118,80 271 275,20 0,985 0,378
5 231 451,5 387,93 0,5116 430 427,64 0,105 106,91 276 279,50 0,987 0,340
6 231 451,5 387,93 0,5116 516 512,50 0,116 88,98 291 305,30 0,953 0,283
7 231 451,5 387,93 0,5116 602 596,66 0,133 76,10 311 382,70 0,813 0,242
8 231 451,5 387,93 0,5116 688 680,69 0,145 66,47 331 451,50 0,733 0,212
9 231 451,5 387,93 0,5116 774 763,84 0,161 58,94 356 537,50 0,662 0,188
10 231 451,5 387,93 0,5116 860 846,82 0,174 52,93 381 623,50 0,611 0,168
11 231 451,5 387,93 0,5116 946 928,72 0,190 47,97 411 720,25 0,571 0,153
12 231 451,5 387,93 0,5116 1075 1049,00 0,219 41,96 466 838,50 0,556 0,134

Вычислим эти величины для первого опыта:

К-во Просмотров: 158
Бесплатно скачать Лабораторная работа: Исследование цепи однофазного синусоидального напряжения с параллельным соединением приемников