Задание 3. Провести измерение токов, напряжений и углов сдвига фаз между ними в ветвях, содержащих соответственно резистивный R1, индуктивный L2 и емкостный C3 элементы.

С этой целью:

- подключить резистор R1 (нажать клавишуАклавиатуры) к источнику синусоидального напряжения е₁, запустить программу моделирования схемы (щёлкнуть мышью на цифре 1 кнопки ) и убедиться (анализируя осциллограммы на экране осциллографа), что угол сдвига фаз между напряжением и током j = 0. ТокI₁ =U/R₁;

- отключить резистор R1 (нажать клавишу А клавиатуры) и подключить катушку L2 (нажать клавишу В) к источникуe₁. Показания вольтметра V1 и амперметра А1 приf = 50 Гц занести в табл. 2.2. Изменяя ступенчато частоту напряжения (30, 40, 50, 60, 80, 100, 120 Гц), заносить показания вольтметра и амперметра в табл. 2.2. Рассчитать сопротивление X_L2(f) = U_L/I_L и сравнить получен­ные значения со значениями, найденными при выполнении задания 1. Убедиться (анализируя осциллограммы), что ток i_Lотстает по фазе от напряже­нияu_Lна угол j = 90°. Зарисовать в бланке отчёта осциллограммыu_L(t) иi_L(t) при f = 50 Гц;

- повторить предыдущее задание относительно конденсатораС3, пре­д­варитель­но отключив от источника (посредством клавишиВ)ветвь с элементом L2 и подключив с помощью клавиши С к источникуe₁ ветвь с конденсаторомС3. Показания приборов заносить в табл. 2.2. Рассчитать сопротивление конденсатора X_C3(f) = U_C/I_C(см. табл. 2.2) и сравнить полученные значения со значениями, найденными при выполнении задания 1. Убедиться (анализируя осциллограммы), что ток i_Сопережает по фазе напряжениеu_Сна угол j = 90°.

Зарисовать в бланке отчёта осциллограммыu_С(t) иi_С(t) при f = 50 Гц.

Задание 4. Провести измерения токов, напряжений и углов сдвига фаз между ними в ветвях, содержащих соответственноRL-, RC-и  RLC-эле­менты. С этой целью:

- установить частотуf = 50 Гц источника напряжения е₁ и подключить к нему ветвьR4L4, предварительно отключив ветвь с конденсатором C3. Показания приборов занести в табл. 2.3. Угол j определить косвенным методом, воспользовавшись осциллограммами напряжения и тока ветви, или из показания ваттметра XWM1. Для удобства измерений изменяйте чувствительность каналов и длительность развёртки осциллографа.

Рассчитать полноеZ₄, активноеR₄ и реактивноеX_L4 сопротивления ветвиR4L4и занести их значения в табл. 2.3. Убедиться, что ток i в RL-ветви отстаёт по фазе от напряжения u на угол j₄ = arctg(X_L4/R₄); зарисовать в бланк отчёта осциллограммы напряжения и тока RL-ветви;

Т а б л и ц а 2.3

- повторить предыдущее задание для ветвиR5C5, предварительно отключив от источникаe₁ четвёртую ветвь. Убедиться, что токiвRC-ветви опережает по фазе напряжения u на уголj₅=arctg(- X_C /R₅);

- скопировать (или зарисовать) осциллограммы напряже­ния и тока RC-ветви;

- повторить предыдущее задание для ветви с элементами R6, L6 и С6, предварительно отключив от источникаe₁ пятую ветвь. Убедится, что вRLC-ветви угол сдвига фаз j₆между напряжением и током зависит от величины реактивного сопротивления

X₆= X_L6- X_C6.

Если при частотеf = 50 Гц, угол j₆ =arctg(X_L6 - X_C6)/R₆> 0, то, уменьшив частоту до 20-30 Гц, угол j₆изменит свой знак, и наоборот, если при f = 50 Гц, угол j₆< 0, то, увеличив частоту f  до 100…120 Гц, ток будет отставать по фазе от напряжения, при этом угол j₆> 0.

В качестве примера на рис. 2.4представлены осциллограммынапряжения и токаR₆L₆C₆-ветвии показание ваттметра XWM1 при указанных на рис. 2.3 параметрах элементов схемы. Анализ осциллограмм показывает, что ток i₆ опережает по фазе напряжение u₆ на угол

j₆ = -360°Dt/T » -360×2,847/4×5 » - 51,3°.

Воспользовавшись показанием ваттметраXWM1,находим модуль угла:

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Наименование и цель работы.

2. Электрические расчётные схемы и копия схемы цепи, собранной на рабочем поле программной среды MS10.

3. Расчётные формулы, векторные и временные диаграммы напряжений и токов ветвей цепи.

4. Таблицы с расчётными и экспериментальными данными.

5. Графики X_L(f) иХ_C(f).

6. Выводы по работе.

 ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ К РАБОТЕ 2

1. Укажите, чему равен фазовый уголв цепи синусоидального тока, содержащей последовательно соединенные резистор с сопротивлением R = 5 Ом и конденсатор с сопротивлением X_С  = 5 Ом?

                j = 30°     45°          60°       - 30°        -45°        90°

2. Укажите, как изменится ток в ветви, содержащей индуктивный элемент, если при неизменном уровне напряжения источника синусоидального тока увеличить частоту напряжения в 4 раза?

                       Величина тока не изменится

                       Ток уменьшится в два раза

                   Ток увеличится в 4 раза

                         Ток уменьшится в 4 раза 

 3. Укажите, чему равен ток I в последовательной RL-цепи (R = X_L = 70,7 Ом) синусоидального тока с напряжением u = В?

                        44 А      22 А   11 А     5,5 А      2,2 А                 

4. Конденсатор с ёмкостью С = 1/6280 мФ установлен в цепи синусоидального тока с напряжением u = В. Укажите, чему равен токI цепи?

                         0,22 А   0,44 А  2,2 А     4,4 А     10 А                              

а)          б)        в)          г)          90°    -45°     45°    -90°        а)          б)        в)          г)         45°     -45°     90°    -90°   а)          б)        в)          г) -45°      45°    90°     -90°       а)          б)        в)          г) -90°      90°    -45°     45°

а)                                                     

б)

в)

г)

6. Укажите ветвь, с которой сняты осциллограммы напряжения и тока.

7. Укажите ветвь, с которой сняты осциллограммы напряже­ния и тока, если R = X_L = X_С. 

8. Укажите, чему равен фазовый уголв цепи синусоидального тока, содержащей последовательно соединенные резистор с сопротивлением R = 1 Ом и идеальную индуктивную катушку с сопротивлением X_L =  Ом?

    j = -30°        -45°         -60°           -90°        60°        30°

9. Укажите эквивалентную схему замещения пассивного двухполюсника, если известны ток и напряжение на его зажимах:

 i =  А и u = В.

10. Укажите эквивалентную схему замещения пассивного двухполюсника, если известны ток и напряжение на его зажимах:

11. Укажите эквивалентную схему замещения пассивного двухполюсника, если известны ток и напряжение на его зажимах: