Измерение электрических величин с помощью электронного осциллографа

Главная страница ---> Контрольная работа по метрологии ---> Измерение электрических величин с помощью электронного осциллографа

К сети переменного тока с синусоидальным напряжением и частотой f = 50 Гц включены последовательно катушка с параметрами rk и xLk и известное активное сопротивление r0 = 0,6 Ом.

Исходные данные

y0 = 15 мм

n¢ = 9,4 дел

yk = 70 мм

yc = 72 мм

n² = 1,5 дел

аб = 65 мм

вг = 42 мм

При решении необходимо

1. Начертить схему цепи.

2. Измерить электронным осциллографом падение напряжения на катушке Uk, напряжение сети Uc, падение напряжения  U0 на активном сопротивлении r0.

3. Определить:

            ток цепи I

            коэффициент мощности цепи cos j

            активное сопротивление катушки rk

            активную мощность, потребляемую катушкой Рк

            индуктивное сопротивление катушки xLk

            полное сопротивление катушки Zk

            активную составляющую напряжения катушки Uak

            индуктивную составляющую напряжения катушки ULk

При измерении напряжения U0 на экране осциллографа была получени вертикальная линия длиной y0 при положении рукоятки вертикального усиления осциллографа n¢.

При измерении Uk  и Uc на экране осциллографа были получены вертикальные линии длиной yk и yc при положении рукоятки вертикального усиления осциллоргафа n².

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

            Чувствительность вертикального входа осциллографа задана уравнением

где n – число делений вертикального входа (номинальное число делений nн = 10).

4. Построить в масштабе диаграмму для заданной цепи.

Решение

Схема цепи

Чувствительность при n'; S'n(y) = 1,2 × n' = 11,28.

Напряжение U0; B.

Чувствительность при n''; S''n(y) = 1,2× n'' = 1,8.

Падение напряжения на катушке В

Напряжение сетиВ

рад, отсюда φ = 44,4о,

следовательно коэффициент мощности цепи сosφ = 0,71 рад.

Ток в цепи: I = U0 / r0 = 0,47 / 0,6 = 0,78 A

Сопротивление  Ом.

Полное сопротивлене катушки Zк = Uк / I =13,79 / 0,78 =17,67 Ом.

Индуктивное сопротивление катушки Ом.

Активная составляющая  Uак = rк × I = 9,78 B.

Индуктивная составляющая напряжения катушки  ULк = xLк × I =  9,69 B.

Активная мощность, потребляемая катушкой Рк = rк × I2 = 7,63 Вт.

Lк= xLк / f = 12,43 / 50 = 0,24 Гн

Векторная диаграмма напряжений и для заданной цепи

U0, В В	r0, Ом Ом	I, А А	Uк, В В	Uc, В B	sinφ	φ, град	сos φ	rк, Ом Ом	Zк, Ом Ом	xLк, Ом Ом	Uак, В В	ULк, В	Рк, Вт Вт	Lк, Гн Гн
0,47	0,6	0,78	13,79	14,18	0,7	44,4	0,71	12,55	17,67	12,43	9,78	9,69	7,63	0,24