4. Экспериментальная часть.

4.1. Собрать цепь по схеме, изображенной на рисунке 3.2.

4.2. Подключить цепь к сети, изменяя ёмкость конденсатора с интервалом 0,5-1,0 мкФ найти резонанс токов. Записать в таблицу 3.2. значения измеряемых величин для двух трёх значений ёмкости до наступления резонанса токов, при резонансе токов и два-три значения после наступления резонанса токов.

Рисунок 3.2. Схема разветвлённой электрической цепи.

Таблица 3.2.

Результаты измерений и вычислений

№ опыта

Измерить

Вычислить

С

U

I1

I2

I3

P

S

Q

QL

QC

cosφ

мкф

В

А

А

А

Вт

ВА

вар

вар

вар

1

2

3

4

5

6

7

4.3. Используя таблицу 3.2. построить зависимость тока I от ёмкости С. Показать на графике значение С_РЕЗ при которой наблюдается резонанс токов.

4.4. На комплексной плоскости в масштабе построить векторную диаграмму напряжений и тока в режиме резонанса

5. Содержание отчета

После выполнения лабораторной работы студент должен обладать следующими компетенциями:

Студент должен ЗНАТЬ	Студент должен УМЕТЬ
Фазовые соотношения параметров электрической цепи. Условия резонанса напряжений. Способы повышения cosj. Последствия низкого cosj.	Рассчитывать параметры разветвленной электрической цепи синусоидального тока. Строить векторные диаграммы и проводить их анализ

5.1. Схема и её расчет согласно п. 2.2, 2.3 и 2.4

5.2. Технические характеристики, используемых в работе приборов, схемы экспериментальной части.

5.3. Таблицу экспериментальных значений и расчетные выражения, график и векторную диаграмму согласно п.п. 4.1.-4.4.

5.4. Выводы по работе.

6. Контрольные вопросы.

1. Что называется резонансом токов?

2. Как зависит индуктивная проводимость b_L от частоты?

3. Как зависит емкостная проводимость b_C от частоты?

4. Что является условием возникновения резонанса токов?

5. Изобразить векторную диаграмму для индуктивной катушки?

6. Последствия низкого cos?

7. Способы увеличения cos?

8. Какими способами в цепи на рисунке. 3.2. можно получить резонанс токов?

9. Записать соотношения между активной и реактивными проводимостями ветвей в цепи на рисунке 3.2. и полной проводимости цепи.

10. Записать соотношения между токами в параллельных ветвях и общим током для цепи на рисунке 3.2.

11. Чему равен угол сдвига фаз между током I и напряжением U в цепи на рисунке 3.2. при резонансе?

12. Записать соотношения между токами в параллельных ветвях и общим током для цепи на рисунке 3.2. в режиме резонанса.

13. С какой целью выполняется компенсация реактивной мощности?

14. Как вычислить реактивную мощность цепи на рисунке 3.2.?

1. Тестовые задания к лабораторной работе №3

1. Какой цепи соответствует данная векторная диаграмма?

а)
б)
в)

2. Как изменятся показания ваттметра и амперметра при размыкании ключа К, если X_CX_L?

а) Показания обоих приборов увеличатся б) Показания обоих приборов уменьшатся в) Показание амперметра уменьшится, показание ваттметра не изменится г) Показание амперметра увеличится, показание ваттметра не изменится.

3. Как изменится эквивалентная активная проводимость приведенной цепи при увеличении частоты источника?

а) Увеличится б) Уменьшится в) Не изменится

4. При частоте источника f = 50 Гц, К, R₁= R₂ = 2 Ом; X_L = X_C= 2 Ом. Как изменится активная проводимость g₁+g₂ цепи при увеличении частоты источника до значения f₂ = 100 Гц?

а) Увеличится в 2 раза б) Не изменится в) Уменьшится в 2 раза

5. Катушка R_К, L_К , и конденсатор С_К образуют последовательный контур, настроенный в резонанс с частотой источника. Будет ли иметь место резонанс токов, если не меняя параметров цепи и частоту источника, катушку и конденсатор включить параллельно?

а) Будет б) Не будет в) Это зависит от соотношения между RК и XLК

6. Выберите векторную диаграмму, соответствующую данной цепи при резонансе токов

а)
б)
в)
г)

7. Как изменяется сопротивление контура Z_К при уменьшении сопротивления катушки R_К в режиме резонанса?

а) Уменьшится

б) Практически не изменится

в) Увеличивается.

8. Потребляется ли энергия контуром при резонансе токов, если R_К=0?

а) Да

б) Нет

в) Зависит от соотношения между L и С.

9. Какое из приведенных выражений неправильно определяет cos φ приемника энергии?

а)g /Y

б) R/Z

в) P/S

г) Q/S

10. Какая из приведенных схем увеличения cosφ является рациональной? Обозначения на схеме: С_комп - компенснрующая емкость; R_ПР — активное сопротивление приемника; X_LПР — индуктивное сопротивление приемника

а) Схема а
б) Схема б
в) Обе схемы

11. У приемника энергии U = 220 В; I = 100 A; cos φ = /2,R = 0,1 Ом. Определить потери мощности в линии, обусловленные реактивным током приемника

а) 1000 Вт
б) 750 Вт
в) 250 Вт

12. Будет ли ваттметр, включенный так, как показано на схеме, регистрировать потерю реактивной мощности в линии?

а) Будет
б) Не будет

13. Оказывает ли индуктивная катушка сопротивление постоянному току, если R_К=0?

а) Оказывает

б) Не оказывает

14. Укажите параметр переменного тока, от которого зависит индуктивное сопротивление катушки

а) Действующее значение напряжения U

б) Фаза напряжения ψ

в) Период переменного тока Т

15. ЭДС индукции в катушке достигает максимума, когда ток проходит через

а) максимум

б) нулевое значение

16. Возможно, ли практически реализовать чисто активное сопротивление?

а) Возможно

б) Невозможно.

17. Эквивалентны ли приведенные диаграммы?

а) Да б) Нет

18.Какое из приведенных соотношений электрической цепи синусоидального тока содержит ошибку?

а) U=2U_m/π

б) U=U_m/

в) f=1/T

г) ω = 2πf.

19. В электрической цепи с параллельно включенными резистивным элементом, идеальной катушкой индуктивности и конденсатором наблюдается резонанс. Как он называется?

а) резонанс токов

б) резонанс напряжений

в) резонанс мощностей.

20. Какой из признаков резонанса токов параллельного контура указан неверно:

а) сопротивление резонансного контура максимальное и чисто активное

б) сопротивление цепи минимальное и чисто активное

в) при поддержании на входе цепи неизменным действующего значения напряжения, ток в неразветвленной части цепи совпадает по фазе с напряжением источника и достигает практически минимального значения.