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=16 мм при положении рукоятки вертикального усиления осциллографа n'=8,6 деления.
При измерении Uк и Uс на экране осциллографа были получены вертикальные линии длиной yк=80 мм и yс=82 мм при положении рукоятки вертикального усиления осциллографа n''=1,6 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=5576=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'=8,5 деления:
S'=1,2*n'=1,2*8,6=10,32 ммВ.
Падение напряжения U0 на активном сопротивлении r0:
U0=y022*S'=162*1,414*10,32=0,55 В.
Определяем чувствительность вертикального входа осциллографа при n''=1,5 деления:
S''=1,2*n''=1,2*1,6=1,92 ммВ.
Падение напряжения на катушке:
Uк=yк22*S''=802*1,414*1,92=14,73 В.
Напряжение сети:
Uс=yс22*S''=822*1,414*1,92=15,1 В.
Из условия:
sinφ=вгаб=5576=0,724
определяем угол φ=arcsin0,724=46,4 °.
Тогда соответствующий коэффициент мощности цепи:
cosφ=cos46,4°=0,690.
Ток в цепи:
I=U0r0=0,550,7=0,79 A.
Активное сопротивление катушки: rк=Uк*cosφI=14,73*0,690,79=12,9 Ом.
Полное сопротивление катушки: Zк=UкI=14,730,79=18,7 Ом.
Индуктивное сопротивление катушки:
xLк=Zк2-rк2=18,72-12,92=13,5 Ом.
Активная составляющая напряжения катушки:
Uак=rк*I=12,9*0,79=10,2 В.
Индуктивная составляющая напряжения катушки:
ULк=xLк*I=13,5*0,79=10,7 В.
Активная мощность, потребляемая катушкой:
Pк=rк*I2=12,9*0,792=8,1 Вт.
Рисунок 4.2
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
