3. Активная мощность цепи синусоидального тока

Дата: 2025-06-02; Просмотры: 16
Оценка:
0.00 из 5.00 — оценок
Скачиваний: 0

3.1. Общие сведения

Когда синусоидальное напряжение прикладывается к резистивной нагрузке, в ней возникает синусоидальный ток. При этом ток и напряжение совпадают по фазе, то есть оба они достигают положительных и отрицательных амплитудных значений одновременно (рис. 3.1).

 

 

 

 

Рис. 3.1

 

Мощность, которая выделяется в чисто резистивной нагрузке определяется как произведение напряжения на ток. Кривую мгновенных значений мощности можно построить, перемножая мгновенные значения напряжения и тока, взятые попарно в различные моменты времени

 

p = u × i

 

Среднее значение мощности (она пульсирует с двойной частотой) выражается через действующие значения напряжения и тока на резисторе:

 

P = U × I

или через омическое сопротивление R в Омах

 

P = I2 × R и P = U2 / R.

Она называется активной мощностью.

3.2. Экспериментальная часть

Задание

Снимите с помощью виртуального осциллографа синусоидальные кривые напряжения и тока в резистивной цепи, сделайте бумажные копии осциллограмм и постройте кривую мощности, перемножая мгновенные значения напряжения и тока.

 

Порядок выполнения эксперимента

· Соберите цепь согласно схеме (рис. 3.2), подключите источник синусоидального напряжения и установите следующее напряжение с помощью осциллографа: U = 5 В, f = 0,5 кГц.

 

 

 

Рис. 3.2

 

 

· Включите виртуальный приборы V0, A1 и осциллограф.

· «Подключите» два входа осциллографа к приборам V0 и A1, а остальные отключите.

· Установите параметры развёртки осциллографа так, чтобы на экране было изображение примерно одного-двух периодов напряжения и тока.

· Включите блок «Приборы II», выбирая из меню прибор «Активная мощность», подключите его к V0 и A1 и запишите значение активной мощности:

 

P = …. Вт

 

· Перенесите осциллограммы напряжения и тока на бумагу (рис. 3.3).

· Определите мгновенные значения напряжения и тока для моментов времени, указанных в табл. 3.1, и затем постройте кривую мощности на графике (рис. 3.3)

 

 

Таблица 3.1

Время, мс Напряжение u, В Ток i, МА Мгновенная мощность p, мВт
0      
0,2      
0,4      
0,6      
0,8      
1,0      
1,2      
1,4      
1,6      
1,8      
2,0      

 

 

Рис. 3.3

 

· По графику p(t) определите среднее значение (активную мощность) и сравните ее с активной мощностью, измеренной виртуальным ваттметром.

 

По осциллограмме: Pср= …. Вт

По ваттметру: P = …. Вт

 

4. Цепи синусоидального тока с конденсаторами