Контрольные вопросы.
1. Какие электрические цепи называют индуктивно связанными?
2. Какое включение индуктивно-связанных катушек называется согласным, какое встречным?
3. Какие зажимы катушек называются одноименными?
4. Что такое коэффициент связи и почему он меньше единицы?
5. Как записываются уравнения по закону Кирхгофа при последовательном и параллельном соединении индуктивно связанных катушек при встречном и согласном включении?
6. Как можно определить коэффициент взаимоиндукции?
7. Как построить векторные диаграммы при согласном и встречном включении последовательно связанных катушек?
8. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОв ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ ПРИ СОЕДИНЕНИИ ПРИЕМНИКОВ ЗВЕЗДОЙ
Цель работы: исследование режимов трёхфазных цепей при симметричной, несимметричной и неоднородной нагрузках.
Теоретическое обоснование
Основным способом соединения фаз генератора трёхфазной системы ЭДС является звезда. При нормальной работе генератора последовательность такова, что ЭДС фазы «В» отстает, а ЭДС фазы «С» опережает ЭДС фазы «А» на 1200, а мгновенные значения ЭДС равны:
для комплексов действующих значений имеем:
; 
; 
; 
обозначая 
– фазовый оператор, получим:
; 
; 
.
Сумма комплексов фазных ЭДС равна нулю:
.
При соединении звездой фаз приёмников их концы объединяются в общую точку, называемую нейтралью, а начала подключают к линейным проводам. На рис. 40. представлена трёхфазная цепь при соединении фаз генератора и нагрузки звездой 
. На схеме показаны положительные направления токов и напряжений. Точка 0 – нейтраль генератора, точка 01 – нейтраль приемника. Напряжение между началом и концом фазы, либо между одним из линейных проводов и нейтральным называется фазным, напряжение между двумя линейными проводами – линейным (междуфаз-ным), напряжение между нейтралями приёмника и источника – напряжением смещения нейтрали.
Провод, соединяющий нейтрали генератора и приёмника, называется нейтральным. При его наличии цепь называют четырёхпроводной, при отсутствии – трёхпроводной.
Если комплексы полных сопротивлений всех фаз нагрузки равны, то нагрузка называется симметричной, при неравенстве сопротивлений – несимметричной. Если аргументы комплексных сопротивлений нагрузки всех фаз равны (например, все сопротивления активные или только ёмкостные), то такая нагрузка называется однородной, в противном случае имеем неоднородную нагрузку.
Рис. 40. Трехфазная цепь при соединении фаз генератора
и нагрузки звездой (Y-Y)
Для определения токов при заданных ЭДС источника и сопротивлениях фаз применяют метод двух узлов, для чего рассчитывают напряжение смещения нейтрали, а затем, по закону Ома для активной ветви, линейные токи. Если можно пренебречь сопротивлением нейтрального провода, а также при симметричной нагрузке, напряжение смещения нейтрали будет равно нулю.
На рис. 41 показана векторная диаграмма токов, совмещенная с топографической диаграммой напряжений для симметричной нагрузки, на рис. 42 – для несимметричной нагрузки четырёхпроводной цепи, на рис. 43 – для несимметричной нагрузки трёхпроводной цепи. Следует обратить внимание на направление векторов напряжений на диаграмме и на схеме. При симметричной нагрузке отношение величины линейного напряжения к фазному постоянно и не зависит от величины и характера нагрузки: 
.
Экспериментальная часть.
В работе исследуется симметричная и несимметричная трехфазная цепь, представленная на рис. 45. Источником трехфазной системы ЭДС служит понижающий трансформатор. На схеме выведены клеммы «А»,
Рис. 41. Симметричная Рис. 42. Несимметричная нагрузка
четырёхпроводной цепи нагрузка
Рис. 43. Несимметричная
нагрузка трёхпроводной цепи
«В», «С» и нулевая точка вторичных обмоток этого трансформатора. Амперметры и все необходимые элементы цепи установлены на схеме.
Порядок выполнения работы
1. Собрать трехфазную цепь без нулевого провода в соответствии со схемой на рис. 45. В качестве нагрузки использовать резисторы номиналом 1 кОм. Измерить все токи и напряжения в схеме и занести результаты в табл. 14.
2. Уменьшить сопротивление в фазе «А» до 330 кОм, в фазе «В» – до 150 кОм, в фазе «С» – до 680 кОм. Измерить все токи и напряжения. Результаты измерений занести в табл. 14.
3. В той же схеме соединить нулевые точки генератора «0» и нагрузки «01» проводом, включив в этот провод амперметр. Установить значение сопротивлений в фазах в соответствии с опытом 1. Измерить все токи и напряжения в схеме. Показания приборов занести в табл. 14.
а)
б)
а)- в обычном формате; б) – в Elektronic WorkBench 5.12
Рис. 45. Экспериментальная схема
4. Установить значение сопротивлений в фазах в соответствии с опытом 2. Измерить все токи и напряжения в схеме. Показания приборов занести в табл. 14.
5. В схеме предыдущего опыта установить неоднородную нагрузку, заменив в фазе «В» реостат конденсатором емкости, а в фазе «С» – катушкой индуктивности. Провести аналогичные измерения и результаты занести в табл. 14.
6. Не изменяя нагрузки, отключить нулевой провод. Измерить все токи и напряжения. Показания приборов занести в табл. 2.1. По опытным данным построить в масштабе векторные диаграммы токов, совмещённые с топографическими диаграммами напряжений для всех исследованных режимов. На топографических диаграммах напряжений для опытов 4,5 отметить линию, по которой перемещается нулевая точка 0 генератора.
7. Сделать вывод по работе.
Таблица 14 - Результаты лабораторной работы
| № опыта | Схема соединения нагрузки | Характер нагрузки | 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
|
| 1 |
| активная симметричная | |||||||||
| 2 | активная несимметричная | ||||||||||
| 3 |
| активная симметричная | |||||||||
| 4 | активная несимметричная | ||||||||||
| 5 | 
| неоднородная | |||||||||
| 6 | 
|
Контрольные вопросы
1. Какие электрические цепи называются трёхфазными?
2. Что называется трёхфазной системой ЭДС?