Резистивный элемент

Параметры элементов электрической цепи синусоидального тока

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКСПЕРИМЕНТА

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ

Лабораторная работа №3

Цель работы: ознакомиться с методами анализа цепей, содержащих катушку индуктивности; получить практические навыки экспериментального исследования её параметров, на основе которых определить параметры последовательной схемы замещения и выявить влияние сердечника на параметры индуктивной катушки.

Электротехнические устройства синусоидального (переменного) тока широко используются в бортовых системах электроснабжения, электромеханических приводах самолетов и вертолетов, промышленной электронике, контрольно-измерительной технике, устройствах автоматики, бытовой технике и т. д. Для наглядного и компактного отображения связей между отдельными элементами источника электропитания и потребителя вся совокупность взаимосвязанных устройств представляется в виде принципиальной электрической схемы. Для анализа режима работы (технических характеристик) электрических систем необходимо перейти от её принципиальной схемы к эквивалентной схеме замещения. Элементами схем замещения являются идеализированные элементы-источники ЭДС или тока (активные элементы), резистивные, индуктивные и ёмкостные элементы (пассивные элементы, параметрами которых являются значения R, L, C). Комбинируя число и способ их включения, можно с необходимой для практических целей полнотой учесть особенности анализируемой электромеханической системы. Таким образом, идеализированные резистивные, индуктивные и ёмкостные элементы являются составными элементами цепей изменяющегося тока, понимание особенностей которых позволяет глубже изучить электромеханические системы летательных аппаратов.

Электрическая энергия преобразуется в другие виды энергии (механическую, тепловую, электромагнитную и др.). Эффективность преобразования в схемах замещения электромеханических систем характеризуется активной мгновенной мощностью , которая зависит от величины сопротивления и от тока , то есть . Мгновенная мощность в цепях синусоидального тока – изменяющаяся величина и поэтому эффективность преобразования электрической энергии принято характеризовать средней за период Т мощностью

.

Средняя за период мощность может быть определена через действующие значения тока и напряжения на резистивном элементе

(ток и напряжение в этом случае совпадают по фазе, то есть ) или через действующие значения тока , напряжения и угла сдвига фаз между напряжением и током для всего участка цепи:

. (1)

В схеме с последовательно соединёнными элементами величина «активного» (пропорционального эффективности преобразования электрической энергии) сопротивления (его эквивалентная схема замещения – резистор) может быть рассчитана по формуле:

, (2)

где - активная мощность и ток в схеме, измеренные ваттметром и амперметром. Результат вычислений по формуле (2) может не совпадать с величиной , измеренной на постоянном токе, так как (2) зависит от частоты тока. С увеличением частоты величина увеличивается вследствие вытеснения тока из глубины проводника к его поверхности. Плотность тока в поверхностных слоях проводника увеличивается, что эквивалентно уменьшению его сечения, поэтому с увеличением частоты тока увеличивается и, следовательно, , здесь и .

Дата добавления: 2014-11-29