Краткие теоретические сведения. Определение параметров схемы замещения катушки индуктивности осуществляется путём установления номинального режима при токе Iк = I2Н = 0,25 А
Определение параметров схемы замещения катушки индуктивности осуществляется путём установления номинального режима при токе Iк = I2Н = 0, 25 А, далее снимаются показания приборов: pW1 – ваттметр, измеряющий активную мощность, потребляемую катушкой индуктивности L2 Вт; pV2 – вольтметр, измеряющий напряжение на катушке индуктивности, В. R к = Р1/ I2H2, Z к = U2/ I2Н, где RK, ZL = ZK, XL = ХК – активное, полное, индуктивное сопротивления катушки L 2, Ом.
![]() Рис. 2.1.2. Схема исследования электрической цепи с последовательным соединением катушки индуктивности, резистора и конденсатора
Величина ёмкости С2, при которой в электрической цепи (рис. 2.1.2) наступает резонанс напряжения, определяется исходя из условий резонанса напряжения:
где f – частота, Гц;
С2 – ёмкость конденсатора, Ф. При последовательном соединении резистивного, индуктивного и ёмкостного элементов составляется уравнение напряжения, согласно второму закону Кирхгофа в комплексной форме:
где
По закону Ома в комплексной форме определяется ток I, А:
где Пользуясь уравнением второго закона Кирхгофа, можно построить векторную диаграмму. Ток в электрической цепи есть величина постоянная, поэтому за основу построения векторной диаграммы принимаем ток. Векторы напряжений откладываются с учётом характера нагрузки. Вектор напряжения на резистивном элементе совпадает по фазе с вектором тока, на индуктивном элементе опережает на угол 90˚, на ёмкостном – отстаёт на угол 90˚. Приведём пример построения векторной диаграммы для условия, когда XL > XC (рис. 2.1.3), Рис. 2.1.3. Векторная диаграмма при активно-индуктивно-ёмкостной нагрузке (XL > XC)
где φ – угол между вектором тока
Рис. 2.1.4. Треугольники: а) сопротивлений; б) мощностей; в) напряжений
Из треугольника сопротивлений (рис. 2.1.4, а):
Из треугольника мощностей (рис. 2.1.4, б):
P – активная мощность электрической цепи вычисляется по формуле
Q – реактивная мощность электрической цепи вычисляется по формуле
S – полная мощность электрической цепи. Когда индуктивное сопротивление XL становится равным ёмкостному сопротивлению XC (XC = XL, т.е.
Признаки резонанса напряжения следующие: 1. ток в цепи достигает наибольшего значения 2. 3. полная мощность электрической цепи равна активной, так как реактивная ёмкостная и реактивная индуктивная мощности равны между собой 4. сosφ становится равным единице(cosφ = 1).
|