Объект и средства исследования.

Объектом исследования является последовательная цепь, включающая в себя индуктивную катушку с постоянными параметрами R, L, и батарею конденсаторов, ёмкость которой C меняется при помощи переключателей П2. Ёмкость батареи равна сумме емкостей параллельно включенных в неё конденсаторов. Элементы исследуемой цепи смонтированы на плате № 10 передней панели стенда.

В качестве электроизмерительных приборов применяется многопредельный миллиамперметр типа Э-З77 и электронный вольтметр (цифровой или стрелочный). Источником питания исследуемой цепи является одна из фаз трёхфазного источника.

Порядок проведения эксперимента.

1. Собрать электрическую цепь в соответствии со схемой, изображенной на рисунке 5.П.1 протокола испытаний. После проверки цепи преподавателем подать на неё напряжение, включив тумблер В1 (3 ~36 B) на центральной панели стенда в положение «Вкл».

2. Установить в цепи режим резонанса напряжений. Для этого необходимо постепенно увеличивать ёмкость батареи конденсаторов, начиная с минимального значения, с помощью переключателей П2, наблюдая по амперметру за величиной тока цепи I. Достижение током I максимально возможного значения свидетельствует о наступлении режима резонанса напряжений. Записать значения ёмкости, тока и напряжений при резонансном режиме в третью строку таблицы 5.П.1 протокола испытаний.

3. Провести измерения тока и напряжений в цепи при двух меньших и двух бóльших значениях ёмкости батареи конденсаторов, чем в резонансном режиме. Результаты измерений записать соответственно в первую, вторую и четвёртую, пятую строки таблицы 5.П.1 (по возрастанию ёмкости). При проведении опытов нужно стремиться к тому, чтобы они охватывали как можно больший интервал изменения ёмкости батареи (примерно от 20 до 90 мкФ).

4. Выключить тумблер В1. Согласовать полученные результаты с преподавателем. Разобрать цепь.

Обработка результатов эксперимента.

1. Для каждого из пяти опытов рассчитать значения активной мощности Р, полной мощности S, коэффициента мощности cos φ, полного сопротивления цепи Z, напряжений U_R и U_L. Активная мощность вычисляется по формуле P=I ² ∙R, где активное сопротивление предварительно находится по закону Ома на основе экспериментальных данных резонансного режима: R=U_рез. / I_рез. Рассчитанные значения записать в таблицу 5.П.2.

2. По данным таблицы 5.П.2 построить на поле рисунка 5.П.2 графики зависимостей Z(C), I(С), cos φ (С).

3. Для двух опытов, назначенных преподавателем, построить векторные диаграммы тока и напряжений на полях рисунка 5.П.3, выбрав в соответствии с экспериментальными данными, масштабы по току m_I и по напряжению m_U. Построение векторных диаграмм рекомендуется осуществлять в следующем порядке:

а) отложить вектор тока в положительном направлении действительной оси;

б) отложить вектор индуктивной составляющей напряжения, опережающий вектор тока на 90°;

в) из конца вектора , построить вектор активной составляющей напряжения, совпадающий по направлению с вектором ;

г) построить вектор напряжения как сумму векторов и ;

д) из конца вектора построить вектор напряжения на конденсаторе , отстающий от вектора тока на угол 90°;

е) построить вектор общего напряжения , просуммировав векторы напряжений и .

Примеры векторных диаграмм приведены на рисунке 5.5.