А. В. Хейло, Сc. Старомарьевка, Грачёвский р-н, Ставропольский кр. Изучение распределения напряжений в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой и определение сдвига фаз между током и напряжением в этой цепи Лабораторная работа физического практикума, icon

А. В. Хейло, Сc. Старомарьевка, Грачёвский р-н, Ставропольский кр. Изучение распределения напряжений в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой и определение сдвига фаз между током и напряжением в этой цепи Лабораторная работа физического практикума,



НазваниеА. В. Хейло, Сc. Старомарьевка, Грачёвский р-н, Ставропольский кр. Изучение распределения напряжений в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой и определение сдвига фаз между током и напряжением в этой цепи Лабораторная работа физического практикума,
Дата конвертации13.11.2012
Размер55.17 Kb.
ТипЛабораторная работа
скачать >>>

А.В.Хейло,

Сc. Старомарьевка, Грачёвский р-н, Ставропольский кр.


Изучение распределения напряжений в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой и определение сдвига фаз между током и напряжением в этой цепи

Лабораторная работа физического практикума, 11-й класс


Цель работы: экспериментально проверить справедливость формул для расчёта цепей переменного тока и определить угол сдвига фаз между током и напряжением в данной цепи.

Оборудование: источник переменного напряжения (4–12 В); дроссельная катушка; батарея конденсаторов БК-58; реостат РПШ-0,6; два авометра АВО-63 или демонстрационные цифровые амперметр и вольтметр фирмы «Стронг»; соединительные провода; линейка; транспортир.


^ Теоретическое обоснование

Данная работа позволит проверить справедливость формул, применяемых при расчётах цепей переменного тока (XL = 2L, ), что необходимо для приобретения опыта расчёта этих цепей. Она позволит убедиться, что напряжения на активной нагрузке (UR), на индуктивной (UL) и на ёмкостной (UC) из-за сдвига фаз между ними нельзя складывать алгебраически, предоставит возможность произвести векторное сложение напряжений и транспортиром измерять угол сдвига фаз между током и напряжением.


^ Порядок выполнения работы

1. Соберите электрическую цепь по схеме (см. рис.). Источником тока являются выводы «~6,3 В» на панели ВУП-2. Роль миллиамперметра играет АВО-63 с пределом измерения 50 мА (см. инструкцию к прибору, стр. 14–15). L – -) дроссельная дроссельная катушка катушка на (2 400 витков, индуктивность 0,5 Гн), индуктивностью 0,5 Гн (см. инструкцию к КД, стр. 1).; C- ёмкость батареия конденсаторов, равная (ёмкость 10 мкФ. ); R- реостат РПШ-0,6, ползун которого заранее установлен в положение, соответствующее сопротивлению 300 Ом. Подготовьте второй авометр для измерения напряжения переменного тока (см. инструкцию к АВО-63, стр. 16).

2.
 Включив источник тока, определите ток в цепи ^ I, напряжение на зажимах источника U0, на катушке UL, на батарее конденсаторов UC, на реостате UR.

3. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.


Измерено

Вычислено

I ,
A

L,
Гн

C ,
Ф

R, Ом

UL,
В

UC, В

UR,
В

U0,
В



 град.

UL,
В

UC, В

UR,
В

U0,
В

cos 



град.

18·10–3

0,5

10·10–6

300

2,9

5,9

5,6

6,3

27

2,9

5,8

5,4

6,1

0,8889

27° 18


4. Рассчитайте напряжения на активной, индуктивной, ёмкостной нагрузках и общее напряжение в цепи по формулам

UR = I · R,








Сравните их с измеренными. Сравните U0 с UR + UL + UC. Сделайте соответствующие выводы.


5. Используя измерения I, UL, UC и UR , постройте векторную диаграмму напряжений для данной цепи в выбранном вами масштабе. Построение желательно произвести на миллиметровой бумаге (см. рис. 1унок). Измерьте длину вектора U0 , определите напряжение U0 (его например, длина длина 63 мм, что соответствует напряжению U0 = 6,3 В).


6. Рассчитайте и определите угол сдвига фаз между током и напряжением в данной цепи. Измерьте этот угол транспортиром на векторной диаграмме напряжений. Сравните их, сделайте вывод.


Контрольные вопросы

1. Опираясь на формулу докажите, что полное сопротивление такой цепи рассчитывается по формуле

2. Что произойдёт с полным сопротивлением цепи переменного тока с последовательным соединением активной, ёмкостной и индуктивной нагрузок при уменьшении частоты тока?


Расчёты к п. 4

UR = I · R = 18 · 10–3 · 300 = 5,4 В

UL = I · XL = · 2L = 18 · 10–3 · 2 · 3,14 · 50 · 0,5 = 2,9 В





UR + UL + UC = 5,4 + 2,9 + 5,8 = 14,1 В.


Измеренное и рассчитанное напряжения на активной нагрузке отличаются на 3,7% , на индуктивной нагрузке равны, на ёмкостной отличаются на 1,7% . 1,7% с учётом погрешностей можно считать, что напряжения одинаковы, а это подтверждает справедливость формул XL = 2L,

Сравнение U0 = 6,1 В и UR + UL + UC = 14,1 В говорит о том, что при расчёте общего напряжения в цепи переменного тока нельзя определять его как алгебраическую сумму напряжений при последовательном соединении нагрузок.


Расчеты к п. 6



 = 27°18 .


иИзмеренный и рассчитанный угол сдвига фаз между током и напряжением равны.


^ Ответы на контрольные вопросы

1. Учитывая, что U0 = I · Z, UR = I · R, UL = I · ZХL, UC = I · XC, формулу перепишем в виде





Поделив обе части на I, получим


2. Учитывая, что XL = 2L и перепишем формулу в виде При уменьшении ,  член увеличивается, а 2 L уменьшается. Их разность увеличивается и подкоренное выражение увеличивается. А это значит, что Z возрастает.


Литература

1. Касьянов В.А. « Физика-11», «. - М.: дрофа», Москва., 2003. , § 38–43.

2. «Руководство по эксплуатации катушки дроссельной», стр. 1.

3. «Руководство по эксплуатации ампервольтомметра АВО-63», стр. 14, 16.

4. Брадас Брадис В.М. « Четырёхзначные математические таблицы для средней школы». – М.: «Просвещение!, 1975, стр. 53.


Дополнение. Если на столы физкабинета подаётся напряжение от ПУ-42-6, можно в качестве источником источника переменного тока использовать:

- трансформатор разборный школьный ТР-1,

- трансформатор универсальный,

- ИЭПП-2 «~12 В». »,

- ВС4–12 модернизированный (с выводами для переменного напряжения), ).

генератор звуковой ГЗМ, и ВУП-2 «~6,3 В» можно использовать, если есть возможность с этих приборов подать напряжение на стол.


Учитель физики Хейло А.В.

Старомарьевской средней школы № 7, Грачёвского района Ставропольского края







Похожие:

А. В. Хейло, Сc. Старомарьевка, Грачёвский р-н, Ставропольский кр. Изучение распределения напряжений в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой и определение сдвига фаз между током и напряжением в этой цепи Лабораторная работа физического практикума, iconРезонанс напряжений контрольные вопросы
Для последовательной резонансной цепи, в соответствии с выполненным вариантом, определить теоретически и по результатам измерений...
А. В. Хейло, Сc. Старомарьевка, Грачёвский р-н, Ставропольский кр. Изучение распределения напряжений в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой и определение сдвига фаз между током и напряжением в этой цепи Лабораторная работа физического практикума, iconЛабораторная работа №4 «Резонанс напряжений»
Основной задачей работы является исследование резонансных свойств неразветвленной цепи переменного тока, содержащей резистор, катушку...
А. В. Хейло, Сc. Старомарьевка, Грачёвский р-н, Ставропольский кр. Изучение распределения напряжений в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой и определение сдвига фаз между током и напряжением в этой цепи Лабораторная работа физического практикума, iconЛабораторная работа №2 «Резонанс напряжений»
Основной задачей работы является исследование резонансных свойств неразветвленной цепи переменного тока, содержащей резистор, катушку...
А. В. Хейло, Сc. Старомарьевка, Грачёвский р-н, Ставропольский кр. Изучение распределения напряжений в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой и определение сдвига фаз между током и напряжением в этой цепи Лабораторная работа физического практикума, iconЛабораторная работа №4 «Резонанс напряжений»
Основной задачей работы является исследование резонансных свойств неразветвленной цепи переменного тока, содержащей резистор, катушку...
А. В. Хейло, Сc. Старомарьевка, Грачёвский р-н, Ставропольский кр. Изучение распределения напряжений в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой и определение сдвига фаз между током и напряжением в этой цепи Лабораторная работа физического практикума, iconИдз по оптике
В и частотой ω = 314 рад/с. Определить: 1 амплитудное значение силы тока Im в цепи; 2 Разность фаз φ между током и внешним напряжением;...
А. В. Хейло, Сc. Старомарьевка, Грачёвский р-н, Ставропольский кр. Изучение распределения напряжений в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой и определение сдвига фаз между током и напряжением в этой цепи Лабораторная работа физического практикума, iconКонденсатор в цепи переменного тока выяснить роль конденсатора в цепи переменного тока

А. В. Хейло, Сc. Старомарьевка, Грачёвский р-н, Ставропольский кр. Изучение распределения напряжений в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой и определение сдвига фаз между током и напряжением в этой цепи Лабораторная работа физического практикума, iconЗадача расчет разветвленной цепи синусоидального переменного тока
Условие задачи. В цепи переменного тока, представленной на рис. 6, заданы параметры включенных в нее элементов, действующее значение...
А. В. Хейло, Сc. Старомарьевка, Грачёвский р-н, Ставропольский кр. Изучение распределения напряжений в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой и определение сдвига фаз между током и напряжением в этой цепи Лабораторная работа физического практикума, iconЗадача. В электрической цепи однофазного синусоидального тока определить: 1 полное сопротивление электрической цепи и его характер
Построить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений для всей цепи. Частота сети 50Гц
А. В. Хейло, Сc. Старомарьевка, Грачёвский р-н, Ставропольский кр. Изучение распределения напряжений в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой и определение сдвига фаз между током и напряжением в этой цепи Лабораторная работа физического практикума, iconЗадача. В электрической цепи однофазного синусоидального тока определить: 1 полное сопротивление электрической цепи и его характер
Построить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений для всей цепи. Частота сети 50Гц
А. В. Хейло, Сc. Старомарьевка, Грачёвский р-н, Ставропольский кр. Изучение распределения напряжений в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой и определение сдвига фаз между током и напряжением в этой цепи Лабораторная работа физического практикума, iconДописать!!!
Используя данные в электрической цепи переменного тока для каждого варианта найти распределение токов и определить напряжение на...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©rushkolnik.ru 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы