Описание установки и методика эксперимента
3.1. Схема экспериментальной установки приведена на рис 16. Из-за предельной простоты она не требует дополнительных разъяснений.
Следует помнить: параметры рабочих режимов элементов этой установки, не допускают подачи напряжения, снимаемого с ЛАТР, более 80-100 вольт.
Измерение тока и мощности ведется (при неизменном внешнем напряжении) в зависимости от емкости. Значения емкости изменяются от 0 до максимального через 1 мкф. В районе резонанса (± 1 мкф) измерения ведутся через 0,1 мкф.
3.2. Средняя мощность, развиваемая эффективным током I на участке цепи, на котором эффективное напряжение равно U, определяется соотношением:
, (14)
где
- косинус сдвига фаз между током и
напряжением..
Ваттметр измеряет среднюю мощность, а амперметр и вольтметр – эффективные значения. Поэтому, измерив значения W, I, U можно определить из (14) и значение косинуса сдвига фаз между током и напряжением в цепи и на отдельных ее участках.
Рабочее задание
4.1. Собрать экспериментальную установку и, после проверки ее преподавателем, снять зависимость тока и мощности от емкости. Рассчитать косинус сдвига фаз. Результаты эксперимента представить графически. Подсчитать индуктивность цепи. Результаты занести в таблицу 4.1.
Таблица 4.1
U(B) |
С (мкф) |
Wnp |
W (дел) |
W(Вт) |
Iпр |
I(дел)
|
I(А)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.2. Для трех значений емкости: равной резонансной и отличающихся от нее на ±5 мкф измерить напряжение на отдельных участках цепи (на индуктивности, на емкости, на сопротивлении, во всей цепи). Результаты занести в таблицу 4.2. В этом случае целесообразно рабочую схему несколько изменить, как это показано на рис. 17. Так как в момент резонанса на индуктивности и емкости напряжения могут значительно превышать входное, то первоначальные (прикидочные) измерения на этих участках следует вести на пределе не менее 300 В. Окончательные измерения – так, чтобы обеспечить наивысшую точность.
Таблица 4.2
С (мкф) |
U(B)
|
|||||||||||
L |
С |
R |
в цепи |
|||||||||
|
np |
дел |
знач |
np |
дел |
знач |
np |
дел |
знач |
np |
дел |
знач |
|
Рис. 16. Принципиальная схема экспериментальной установки. |
|
Рис. 17. Принципиальная схема для измерений на отдельных участках исследовательной цепи |
4.3. Построить векторные диаграммы для трех, укачанных в п.4.2. режимов.
4.4. Сравнить полученные в процессе исследовании результаты с теоретическими и дать объяснение результатов этого сравнения.