8. Построить векторные диаграммы токов и напряжений и треугольников сопротивлений.

Дата: 2025-06-14; Просмотры: 1
Оценка:
0.00 из 5.00 — оценок
Скачиваний: 0

9. Сделать выводы по работе.

 

Таблица 6 - Результаты опыта в цепи с катушкой индуктивности

Измеренные

Вычисленные
Объект измерения U, В I, А P, Вт UL, В Ur, В cosj j, град z, Ом xL,Ом r, Ом L,Гн Q, вар
L1                        
L2                        

 

Таблица 7 - Результаты опыта в цепи с конденсатором емкости

Измеренные

Вычисленные
Объект измерения U, В I, А P, Вт UС, В Ur, В хc,ом R, Ом z, Ом cos j j , град C, мкФ
С1                      
С2                      

 

Таблица 8 - Результаты опыта в цепи R,L,C

Измеренные

Вычисленные
U, В I, А Р, Вт UС, В Ur, В UL, В cos j j ,град xL,Ом хc, Ом R, Ом z, Ом L, Гн C, мкФ Q, вар S, ВА
                               

.

Контрольные вопросы

 

1. Какие схемы замещения пассивных двухполюсников Вы знаете?

2. Как выражается закон Ома для цепи переменного тока с реактивными элементами?

3. Что такое коэффициент мощности? Что он показывает?

4. Что называется частотой синусоидального тока?

5. Как строится векторная диаграмма для цепи переменного тока с резистивным элементом? В каком соотношении находится начальная фаза тока и напряжения на этом элементе?

6. Как определить мощности в цепи переменного тока? Какие виды мощностей различают?

7. Почему из многих возможных форм периодических токов наибольшее распространение получили синусоидальные токи?

 

5. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5. Исследование цепи

синусоидального тока при последовательном

соединении индуктивной катушки и конденсатора

Цель работы: исследование режима работы неразветвленной цепи переменного тока, экспериментальное наблюдение явления резонанса напряжений.

 

Теоретическое обоснование

Рассмотрим особый случай цепи с последовательным включением катушки и конденсатора, когда , т. е. реактивное сопротивление (рис. 27).

Рис. 27. Последовательное включение катушки и конденсатора

 

В этом случае цепь имеет чисто активный характер, а сдвиг фаз

= 0. Такой режим называется резонансом напряжений. Условием резонанса напряжений является

. (47)

Эти условия показывают, что резонанс напряжений в цепи можно получить изменением частоты напряжения ис­точника или индуктивности катушки, или емкости конденсатора. Угловая частота, при которой в цепи наступает резонанс напряжений, называется резо­нансной угловой частотой:

и . (48)

 

Полное сопротивление цепи минимальное и равно активному:

(49)

 

Ток в цепи, очевидно, будет максимальным

(50)

 

Полное сопротивление цепи при резонансе оказывается равным небольшому активному сопротивлению катушки, поэтому ток в цепи совпадает по фазе с напряжением и может оказаться довольно большим даже при маленьком приложенном напряжении. При этом напряжения UL и UC могут существенно (в десятки раз!) превышать приложенное напряжение.

 

Экспериментальная часть

Схема испытаний показана на рис. 28.

 

а)

б)

 

а)- вобычном формате; б)- в Elektronic WorkBench 5.12

 

Рис. 28. Экспериментальная схема

 

Напряжение на схему подается от лабораторного источника напряжения однофазного переменного тока. Реостат, батарея конденсаторов, индуктивные катушки собираются в схему на стенде при помощи наборной панели. В качестве амперметра, вольтметра используются мультиметры, установленные на стенде. Ваттметр используется настольный.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Собрать схему виртуальную в оболочке схемотехнического моделирования, представленную на рис. 28. Включить схему и установить напряжение на входе цепи не более 40 В.

2. Меняя емкость батареи конденсаторов, по показаниям приборов настроить цепь в резонанс. Показания приборов занести в табл. 9.

3. Увеличить емкость батареи конденсаторов по сравнению с резонансной примерно на 20 % и для каждого случая записать показания приборов в табл. 9.

4. Уменьшить емкость батареи конденсаторов по сравнению с резонансной примерно на 20 % и записать показания в табл. 9.

5. На основании результатов опыта сделать необходимые расчеты параметров цепи. Записать данные в табл. 9.

6. Построить векторные диаграммы на основании данных опыта для случаев: xL » xC, xL » 1,20xC, xL » 0,8xC.

7. Сделать выводы по работе.

 

Таблица 9 - Результаты лабораторной работы № 5

Измеренные

Вычисленные
Объект измерения U, В I, А P, Вт UC, В UL, В ХC, Ом RL, Ом ХL, Ом Z, Ом cos j j C, мкФ L, Гн
С1                          
С2                          
С3                          

Контрольные вопросы

 

1. Как определяется полное сопротивление при последовательном соединении элементов в цепи переменного тока?

2. Как определяется угол между током и напряжением, приложенным к цепи?

3. Как формулируется закон Ома для цепи переменного тока?

4. В каких случаях угол j положительный? отрицательный? равен нулю?