Лабораторная работа № исследование простейших электрических цепей постоянного тока

V. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.
1. Что называется переменным током?
2. Сформулируйте закон Ома для цепи переменного тока. Чем отличается закон Ома для постоянного и переменного токов?
3. В чем особенность применения законов Кирхгофа для цепей переменного и постоянного токов?
4. Что такое активное сопротивление и как его определяют?
5. Как определяют полное сопротивление, индуктивное и емкостное сопротивления?
6. Как определяют параметры индуктивности L и емкости С? В каких единицах они измеряются?
7. Какими параметрами обладает реальная катушка?
8. Почему напряжение на катушке U_к не равно индуктивному падению напряжения в катушке U_L?
9. Что можно сказать про сдвиг фаз тока относительно напряжения на зажимах резистора, индуктивной катушки и конденсатора?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
ТРЕХФАЗНАЯ ЦЕПЬ ПРИ СОЕДИНЕНИИ ПОТРЕБИТЕЛЯ ЗВЕЗДОЙ.


I. ЦЕЛЬ РАБОТЫ.
1. Изучение различных режимов работы трехфазной цепи при включении приемников энергии по схеме «звезда»:
а) равномерная активная нагрузка.
б) неравномерная активная нагрузка.
в) неравномерная акитвная, индуктивная и емкостная нагрузка.
2. Приобретение навыков построения тепографических (векторных) диаграмм токов и напряжений.
3. Экспериментальная исследование соотношений линейных и фазных напряжений.
II. ОБШИЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ.
В трехфазных цепях переменного (синусоидального) тока соединение потребителей энергии с трехфазными источниками э.д.с. (напряжения) осуществляется по схемам «звезда» или «треугольник». Способ соединения зависит от величины номинального напряжения, на которое рассчитано сопротивление отдельной фазы потребителя. При соединение звездой начала А, В, С фазных сопротивлений Z_A, Z_B, Z_C подключаются к линейным проводам А, В, С идущим от источника, а концы – к нейтральной точке . При этом если нагрузка несимметричная по фазам, то точка соединяется с такой же нейтральной точкой.
0 трехфазного источника (рис. 7-1,а). Провод, соединяющий точки 0 и , называется нейтральным.
Мгновенные значения фазных э.д.с. трехфазного источника имеют одинаковые амплитуды, но сдвинуты по фазе друг от друга на угол 120⁰ (на одну треть периода Т) т.е.

Действующие значения фазных э.д.с. Е_А,, Е_В и Е_С равны между собой, т.е.
Е_А= Е_В= Е_С= Е_Ф
Если сопротивления линейных и нейтрального проводов равны нулю, то мгновенные напряжения на зажимах нагрузочных сопротивлений совпадает по величине с фазными э.д.с., т.е.

Фазными называются напряжения между линейными и нейтральными проводами или между началами и концами одноименных фаз генератора и потребителя.
Действующие значения фазных напряжений также равны между собой
U_А= U_В= U_С= U_Ф ,
а их векторы образуют симметричную трехлучевую звезду (рис. 7-1,б)
Напряжения между двумя любыми линейными проводами (или между началами фаз А, В, С) называются линейными и обозначаются U_АВ , U_ВС, U_СА , U_А . Они равны друг другу и в симметричном режиме в раз превышают фазные величины, т.е.
U_АВ = U_ВС= U_СА = U_А = U_Ф
Токи протекающие по линейными проводам (А-А, В-В, С-С) называют линейными и обозначаются I_A. Токи, протекающие по одноименным фазамгенератора и потребителя называются фазными и обозначаются I_Ф.
При соединении потребителей по схеме звезда одноименные фазы генератора и потребителя окажутся соединенными последовательно, поэтому токи в фазных сопротивлениях (фазные токи I_Ф ) одновременно являются токами линейных проводов (линейные токи I_Л ). т.е. I_Ф = I_{Л .} Мгновенных сопротивлений равны по амплитуде, но в зависимости от характера нагрузки Z = Z_Н сдвинуты от мгновенных фазных э.д.с. (напряжений) на угол .

(здесь ),
а ток нейтрального провода равен сумме этих токов, следовательно, равен нулю. В этом случае нейтральный провод можно не включать. Это видно также из векторной диаграммы токов и напряжений для случая симметричной активной нагрузки (рис. 7-2,а). Если сопротивления фаз , то для поддержания равенства фазных напряжений для случая симметричной активной нагрузки (рис. 7-2,а). Если сопротивления фаз , то для поддержания равенства фазных напряжений U_А= U_В= U_С= U_Ф , включают нейтральный провод между 0 и (рис. 7-1, а). Тогда суммарный ток течет по нейтральному проводу. Векторная диаграмма для этого случая представлена на рис. 7-2,б. В этом режиме отключение нулевого провода недопустимо, так как равенство нулю суммы фазных токов будет достигнуто за счет перераспределения фазных напряжений U_А= U_В= U_С в соответствии с законом Ома для участка цепи и законами Кирхгофа для узлов и контуров (рис.7-2,в).