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=0,2 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=15 мм при положении рукоятки вертикального усиления осциллографа n'=9,0 деления.
При измерении Uк и Uс на экране осциллографа были получены вертикальные линии длиной yк=50 мм и yс=52 мм при положении рукоятки вертикального усиления осциллографа n''=1,1 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=64 мм80 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'=9,0 деления:
S'=1,2*n'=1,2*9=10,8 ммВ.
Падение напряжения U0 на активном сопротивлении r0:
U0=y022*S'=152*1,414*10,8=0,49 В.
Определяем чувствительность вертикального входа осциллографа при n''=1,1 деления:
S''=1,2*n''=1,2*1,1=1,32 ммВ.
Падение напряжения на катушке:
Uк=yк22*S''=502*1,414*1,32=13,39 В.
Напряжение сети:
Uс=yс22*S''=522*1,414*1,32=13,93 В.
Из условия:
sinφ=вгаб=6480=0,8
определяем угол φ=arcsin0,8=53,1 °.
Тогда соответствующий коэффициент мощности цепи:
cosφ=cos53,1 °=0,6.
Ток в цепи:
I=U0r0=0,490,2=2,45 A.
Активное сопротивление катушки:
rк=Uк*cosφI=13,39*0,62,45=3,3 Ом.
Полное сопротивление катушки:
Zк=UкI=13,392,45=5,5 Ом.
Индуктивное сопротивление катушки:
xLк=Zк2-rк2=5,52-3,32=4,4 Ом.
Активная составляющая напряжения катушки:
Uак=rк*I=3,3*2,45=8,1 В.
Индуктивная составляющая напряжения катушки:
ULк=xLк*I=4,4*2,45=10,8 В.
Активная мощность, потребляемая катушкой:
Pк=rк*I2=3,3*2,452=19,8 Вт.
Рисунок 4.2
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
