Измерение электрических величин с помощью электронного осциллографа.
К сети переменного тока с синусоидальным напряжением и частотой f=50 Гц включены последовательно катушка с параметрами rк и xLк bи известное активное сопротивление r0=0,7 Ом.
1. Начертить схему цепи.
2. Измерить электронным осциллографом падение напряжения на катушке Uк; напряжение сети Uс; падение напряжения U0 на активном сопротивлении r0.
3. Определить:
- ток цепи I;
- коэффициент мощности цепи cosφ;
- активное сопротивление катушки rк;
- активную мощность, потребляемую катушкой Pк;
- индуктивное сопротивление катушки xLк;
- индуктивность катушки Lк;
- полное сопротивление катушки Zк;
- активную составляющую напряжения катушки Uак;
- индуктивную составляющую напряжения катушки ULк.
При измерении напряжения U0 на экране осциллографа была получена вертикальная линия длиной y0=23 мм при положении рукоятки вертикального усиления осциллографа n'=9,5 деления.
При измерении Uк и Uс на экране осциллографа были получены вертикальные линии длиной yк=75 мм и yс=77 мм при положении рукоятки вертикального усиления осциллографа n''=1,9 деления.
При измерении фазового сдвига между током и напряжением на экране осциллографа была получена фигура Лиссажу,
на которой отрезок аб соответствует удвоенному амплитудному значению напряжения, приложенного к пластинам х, а отрезок вг – удвоенному мгновенному значению этого напряжения в то время, когда второе напряжение проходит через нуль. Поэтому:
вгаб=50 мм78 мм=sinφ.
Чувствительность вертикального входа осциллографа задана уравнением:
SUy=1,2*n,
где n – число делений вертикального входа (номинальное число делений nн=10).
4. Построить в масштабе векторную диаграмму для заданной цепи.
Решение
Рисунок 4.1. Схема исследуемой цепи
Определяем чувствительность вертикального входа осциллографа при n'=9,57 деления:
S'=1,2*n'=1,2*9,5=11,4 ммВ.
Падение напряжения U0 на активном сопротивлении r0:
U0=y022*S'=232*1,414*11,4=0,71 В.
Определяем чувствительность вертикального входа осциллографа при n''=1,9 деления:
S''=1,2*n''=1,2*1,9=2,28 ммВ.
Падение напряжения на катушке:
Uк=yк22*S''=752*1,414*2,28=11,63 В.
Напряжение сети:
Uс=yс22*S''=772*1,414*2,28=11,94 В.
Из условия:
sinφ=вгаб=5078=0,641
определяем угол φ=arcsin0,641=39,9 °.
Тогда соответствующий коэффициент мощности цепи:
cosφ=cos39,9 °=0,767.
Ток в цепи:
I=U0r0=0,710,7=1,01 A.
Активное сопротивление катушки:
rк=Uк*cosφI=11,63*0,7671,01=8,8 Ом.
Полное сопротивление катушки:
Zк=UкI=11,631,01=11,5 Ом.
Индуктивное сопротивление катушки:
xLк=Zк2-rк2=11,52-8,82=7,4 Ом.
Активная составляющая напряжения катушки:
Uак=rк*I=8,8*1,01=5,6 В.
Индуктивная составляющая напряжения катушки:
ULк=xLк*I=7,4*1,01=7,5 В.
Активная мощность, потребляемая катушкой:
Pк=rк*I2=8,8*1,012=9 Вт.
Рисунок 4.2
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
