Файл: Metodichka_po_elektrotekhnike_kolledzh (1).doc

Рис.3.2. Векторные диаграммы токов и напряжения при параллельном соединении катушки индуктивности и конденсатора.

Полные сопротивления в ветвях находятся по закону Ома для участков цепей с действующими значениями токов и напряжения.

Полная мощность цепи , ВА.

Реактивная мощность , ВАр.

При резонансе токов , , , т.к. , а . Отсутствие влияния реактивных сопротивлений на значения токов при резонансе токов объясняется взаимной компенсацией реактивных составляющих токов I_L и I_C, которые сдвинуты по фазе на 180° и имеют одинаковые абсолютные значения. Следует отметить, что при резонансе токов токи ветвей могут быть больше тока в неразветвленной части цепи, который в момент резонанса достигает минимального значения.

Резонанс токов может быть получен подбором параметров цепи при заданной частоте источника питания или частоты источника питания при заданных параметрах цепи.

Явление резонанса токов используют в установках для повышения коэффициента мощности путем подключения параллельно приемнику с параметрами R, L (большинство силовых потребителей) конденсаторные батареи ёмкостью:

,

что приведет к полной компенсации реактивной мощности с установлением коэффициента мощности (рис.3.1).

Если ёмкость и , ток в неразветвленной части электрической цепи увеличивается по сравнению с прежним током I₀ (рис.3.3.) и в электрической цепи имеет место недокомпенсация или перекомпенсация реактивной мощности. Оба случая нежелательны, так как при неизменной активной мощности увеличение тока вызывает дополнительные потери энергии в соединительных проводах. Вот почему стремятся к тому, чтобы установки был близок к единице.

Рис.3.3. Графики зависимостей и схема исследования параллельной цепи.

Коэффициент мощности цепи может быть определен:

.

Приборы и оборудование:

Источник питания (сеть переменного тока частотой 50 Гц), катушки индуктивности, конденсаторная батарея переменной емкости, амперметр электромагнитной системы, вольтметр электромагнитной системы, ваттметр, лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), соединительные провода.

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомится с приборами и другим оборудованием, предназначенным для выполнения лабораторной работы, записать их технические характеристики.

2. Собрать электрическую цепь (рис.3.3.) с индуктивными катушками L₁ и L₂ в одной ветви, в другой ветви конденсаторную батарею C₁C₂C₃; вольтметр, параллельную обмотку ваттметра. Установить ручку ЛАТРа в положение, обеспечивающее нулевое напряжение на зажимах электрической цепи.

3. После проверки преподавателем правильности соединений включить цепь, увеличить напряжение до заданного значения U=90 B. Произвести измерения, поддерживая U=90 B для четырех случаев электрической цепи (табл.3.1.), добавляя по одному конденсатору в емкостной ветви. Данные наблюдений свести в табл.3.1.

4. Составить отчет по результатам выполненной работы.

Построить в одной системе координат графики и .

Построить в масштабе векторные диаграммы для опытов 2, 3, 4.

Таблица 3.1 - Отчет по результатам выполнения работы

Литература:

1. Касаткин А.С., Немцов Н.В. Электротехника, М., Энергоатомиздат, 1983, гл. 2 § 2.13…2.17, 2.19,2.20

2. Электротехника (под редакцией В.Г. Герасимова), М., Высшая школа, 1985, гл. 2 § 2.13…2.17.

Контрольные вопросы:

1. Как рассчитать действующий ток в неразветвленной цепи линейной разветвленной электрической цепи синусоидального тока?

2. Что означает резонанс токов и при каких условиях он возникает?

3. Чему равен коэффициент мощности в электрической цепи при резонансе?

4. Могут ли действующие токи параллельно неразветвленных ветвей электрической цепи превышать действующий ток в её неразветвленной части?

5. Какими величинами нужно располагать для расчета ёмкости конденсаторной батареи, повышающий коэффициент мощности до заданного значения?

6. Чему равны активная, индуктивная, ёмкостная и полная проводимости при параллельном соединении R, L и С?

Лабораторная работа №4 исследование трехфазной цепи при соединении электроприёмников звездой Цель работы:

1. Проверка опытным путем основных соотношений в цепи трехфазного переменного тока при соединении приемников звездой.

2. Выявить роль нейтрального провода.

Общие теоретические положения.

Различают соединение с нейтральным проводом и без нейтрального провода. Три провода, идущие от источника энергии к началам фаз приёмников, обозначаютсяA, B, C, называются линейными проводами, а провод, соединяющий нейтральные точки генератора (N или ноль) и приёмника (n) называется нейтральным. Каждое из трех сопротивлений называется фазой приёмника. Как видно из схемы 4.1. при соединении звездой фазные напряжения приёмника U_a, U_b и U_c не равны линейным напряжениям U_AB, U_BC и U_CA. Эти напряжения связаны между собой векторными уравнениями:

Рис.4.1. Схема соединения фаз приёмников звездой.

_AB=_a-_b, _BC=_b-_c, _CA=_c-_a (второй закон Кирхгофа). При симметрии соответственно линейных и фазных напряжений существует зависимость .