Методические указания по обработке результатов измерений.
Построение векторных диаграмм по экспериментальным данным производится следующим образом.
1. Векторные диаграммы строятся в комплексной системе координат.
2. Выбрав соответствующий масштаб для измеренного значения тока I (например, в 1 см - 0,2 или 0,5 А) откладывают его а произвольном направлении. Целесообразно сделать это по направлению действительной оси «+1» т.е. принять величину фазового сдвига тока ψi=0.
3. Выбирается масштаб для построения измеренных значений напряжения U (например, в 1 см - 5 или 10 В). Известно, что падение напряжения на активном сопротивлении R совпадает по фазе с током, протекающим через это сопротивление, ток через ёмкость С опережает напряжение UCна угол ϕ= - 90°, а ток через катушку индуктивности отстает от напряжения ŪK на угол 900>ϕ>0.
4. Для схемы по рис. 2.16 векторы ŪR1 и ŪR2 строят совпадающими по фазе с током Ῑ. Следовательно, они должны быть направлены по действительной оси координат «+1». Их сумма – напряжение Ū, приложенное к схеме, определяется по правилам сложения векторов и также направлено по действительной оси.
5. В схеме по рис.2.1в было измерено напряжение на одном элементе цепи-катушки индуктивности. Вектор ŪK опережает вектор тока Ῑ на угол
ϕK=arcos 
(2.2)
Построенный вектор ŪKможно разложить на две составляющие- ŪL и ŪR, направленные по мнимой (+j) и действительной (+1) осям соответственно.
|
|
|
6. При построении векторной диаграммы для схемы по рис. 2.1г, вектор ŪR1, откладывают по действительной оси (совпадающим по фазе с током Ῑ), а вектор ŪC - по мнимой оси (-j) (т.е. отстающим по фазе от тока на угол -90°). Их сумма - напряжение Ū, определяется по правилам сложения векторов, какдиагональ параллелограмма, построенного на векторахŪR1иŪC, как его сторонах.
7. При построении векторных диаграмм для схем по рис. 2.1д, (рис. 2.2) откладывают в масштабе по направлению мнимой оси (-j) соответствующий вектор ŪC (как уже указывалось, напряжение на ёмкости отстает от тока на угол 90°). Так как угол между током и напряжением ŪK и в этом случае не определен заранее, то дальнейшее построение диаграммы может быть различным.
а) По выражению 2.2 определяется угол ϕK ,под которым проводится вектор ŪK . Сумма напряжений ŪK и ŪC - вектор Ū.
| ŪC |
| Ī |
| Ū |
| ŪK |
| ŪC |
| +1 |
| j |
| φ |
| 10 B |
| 0,5 A |
cosϕ= 
= 
,
Рис.2.2
по величине которого определяется угол ϕ. Под этим угол проводят прямую, на которой в масштабе напряжений откладывают вектор Ū. По второму закону Кирхгофа Ū= ŪK+ ŪC. Поэтому для того, чтобы получить вектор ŪK надо графически вычесть из вектора Ū вектор ŪC. Для выполнения этого вычитания, из конца вектора Ū проведем циркулем дугу, равную в масштабе напряжений измеренной величине ŪK, а из начала вектора Ū – дугу равную измеренной величине UC. Соединив точку пересечения двух дуг с концом вектора Ū, получим вектор ŪK.
|
|
|
в) Так как Ū= ŪK+ ŪC, то при построении векторной диаграммы можно графически сложить вектора ŪK и ŪC по правилу треугольника. Для выполнения этого сложения, из конца вектора ŪC проводят циркулем дугу, равную в масштабе напряжений измеренной величине ŪK, а из начала вектора ŪC – дугу равную измеренной величине U. Соединив точку пересечения двух дуг с концом вектора ŪC, мы получим вектор ŪK, а соединив ее с началом вектора ŪC– вектор Ū.
Возможный вариант векторной диаграммы для схемы по рис. 2.1 д при С=0,5С0 приведен на рис. 2.2.
7. Мощность однофазной цепи переменного тока определяется:
P=UIcosϕ- активная мощность цепи, [Вт];
Q=UIsinϕ- реактивная мощность цепи, [вар];
S=UI= 
– полная мощность цепи, [ВА].
При расчетах следует учитывать, что синус является нечетной функцией. Поэтому, если угол ϕ окажется отрицательным (а это бывает при активноемкостном характере нагрузки), то и реактивная мощность Q в этих случаях будет также иметь знак минус.
|
|
|
Контрольные вопросы .
1. Начертите схему включения вольтметров для измерения напряжения на элементах R1,R2схемы по рис. 2.1 а и напряжения на входных зажимах цепи.
2. В каком соотношении находятся напряжение U на входных зажимах цепи и UKна катушке индуктивности в схеме по рис. 2.1 6?
З. Что покажет ваттметр в схеме по рис. 2.1 в?
4. В какой из схем по рис.2.1 возможен резонанс напряжений и почему?
5. По показаниям какого прибора можно определить, что выбранная в предыдущем пункте схема действительно работает в режиме резонанса напряжений и почему?
Лабораторная работа №3
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 251; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!