Лабораторная работа Параллельное соединение катушки индуктивности и конденсатора. Повышение коэффициента мощности"

Практическая работа № 38

Раздел 4 Колебания и волны

Тема 4.3 Электромагнитные колебания

Название практической работы: Параллельное соединение катушки индуктивности и конденсатора. Повышение коэффициента мощности

Учебная цель: подтвердить, что мощность переменного тока на участке с активным сопротивлением показывает, сколько энергии за единицу времени передаётся электрическим током данному участку цепи

Учебные задачи: выяснить, что полная мощность вычисляется по измеренным эффективным значениям тока. Активная мощность зависит от силы тока, напряжения и сдвига фаз между ними.

Правила безопасности: правила проведения в кабинете во время выполнения практического занятия

Норма времени: 2 часа

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:

Студент должен

уметь: составлять электрическую цепь по схеме, пользоваться оборудованием и измерительными приборами

знать: что полная мощность вычисляется по измеренным эффективным значения тока и напряжения

Обеспеченность занятия

- методические указания по выполнению лабораторного занятия

- лабораторная тетрадь, карандаш линейка, ластик.

Оборудование.

1.Катушка индуктивности L с железным сердечником (допустимая сила тока 1 А). 2. Батарея конденсаторов С (магазин ёмкостей). 3. Ваттметр. 4. Вольтметр. 5. Амперметр. 6. Реостат. 7. Шнур с вилкой и соединительные провода

Порядок проведения занятия:

Для выполнения практической работы учебная группа распределяется по двум вариантам.

Теоретическое обоснование

В цепи переменного тока различают полную и активную мощность. Полная мощность S вычисляется по измеренным эффективным значения тока и напряжения U: S = UI

Мощность переменного тока на участке с активным сопротивлением называется активной мощностью Р. Эта мощность показывает, сколько энергии за единицу времени передаётся электрическим током данному участку цепи. Активная мощность зависит от силы тока. Напряжения и сдвига фаз между ними: чем меньше угол сдвига фаз в цепи, тем больше активная мощность тока в ней:

Р = UI Cos

Cos = Р/ S – коэффициент мощности

Вопросы для закрепления теоретического материала к практическому занятию:

1. В чём заключается невыгодность низкого Cos?

2. Каковы причины низкого Cos?

3. Каков Cos в осветительной сети?

4. Какова физическая сущность индуктивного и ёмкостного сопротивлений?

5. На паспорте однофазного двигателя написано U = 120 В, I=5А, Cos=0,8. Определить активное, индуктивное и полное сопротивления обмотки двигателя.

6. Как определить полный ток в цепи при параллельном соединении индуктивности и ёмкости?

Содержание и Последовательность выполнения практической работы:

Порядок выполнения работы

1. Собрать цепь по схеме, рисунок 1, поставить переключатель батареи конденсаторов на 0 (выкл.)

2. 3Замкнуть и отметить показания измерительных приборов (U, I, I_1, I_2, P). Цепь разомкнуть.

Рисунок 1

1. Вычислить полную мощностьS, коэффициент мощности Cos, сопротивления Z_L = U/ I_, Xc = U/ I₂ и токи Ia = ICos,

2. Замкнуть цепь. Перевести переключатель батареи конденсаторов в положение 1 (увеличить ёмкость С), вновь отметить показания измерительных приборов и произвести расчёт по пункту 3.

3. Опыт повторить три раза, увеличивая каждый раз ёмкость батареи конденсаторов.

4. Результаты занести в таблицу 1

   Напряжение U B

   Токи

   Мощность

   Коэффициент Мощности Cos 

   Сопротивление

   Токи

   I1A

   I2A

   I3A

   Активная мощность P Вт

   Полная S B A

   Катушки ZL Ом

   Конденсатора ХC Ом

   Активный Iа А

   Реактивный Iр А

   
   
   

   
   
   

5. По результатам измерений и вычислений сделать вывод

Список литературы: 

1. В. Ф. Дмитриева Физика для профессий и специальностей технического профиля М.: ИД Академия – 2016

2. Р. А. Дондукова Руководство по проведению лабораторных работ по физике для СПО М.: Высшая школа,2000

3. Лабораторные работы по физике с вопросами и заданиями Тарасов О.М.

М.: ФОРУМ-ИНФА-М, 2015

2