5.3.5. Обработка результатов измерений

5.3.5.1. Определите по закону Ома сопротивления R₃, R_4, R₅,R_Р1 и R_Р2.

5.3.5.2. По данным опытов х.х. и к.з. вычислите R_г и I_cd .

5.3.5.3. По заданному U₀ и параметрам схемы рассчитайте I_cd.

5.3.5.4. Cравните результаты измерений, вычислений и расчетов I_cd.

5.3.5.5. Оформите работу в соответствии с правилами.

5.3.6. Контрольные вопросы

5.3.6.1. В чем суть метода эквивалентного генератора?

5.3.6.2. Как опытным путем определить Е_г?

5.3.6.3. Как опытным путем определить R_г?

5.3.6.4. Как измерить U_cd в режиме холостого хода?

5.3.6.5. Как измерить I_cd в режиме короткого замыкания?

5.3.6.5. Как рассчитываются теоретически E_г и R_г генератора?

5.3.6.6. Как определяется ток в нагрузке эквивалентного генератора?

5.4 Лабораторная работа n4 Исследование цепи переменного тока с последовательным соединением резистивного, индуктивного и емкостного элементов. Резонанс напряжений.

5.4.1. Цель работы

5.4.1.1. Проверить практически и уяснить, какие явления происходят в резистивном, индуктивном и емкостном элементах, включенных в цепь переменного тока.

5.4.1.2. Исследовать режим резонанса напряжений.

5.4.1.3. Рассчитать параметры элементов цепи переменного тока.

5.4.2. Основные теоретические положения

Эквивалентную схему замещения последовательного соединения реальной катушки и конденсатора можно представить в виде последовательного соединения идеальных элементов: резистора, катушки и конденсатора (рисунок 5.4.1).

Р исунок 5.4.1. Схема последовательного соединения катушки, конденсатора и резистора

Уравнение электрического равновесия для такой цепи согласно второму закону Кирхгофа имеет вид:

(5.36)

где - комплекс действующего значения тока в цепи;

- активное сопротивление цепи;

- индуктивное сопротивление цепи;

- емкостное сопротивление цепи;

- комплекс полного сопротивления цепи;

- начальная фаза тока;

- сдвиг фазы между током и напряжением.

В зависимости от соотношения между индуктивным и емкостным реактивными сопротивлениями цепь может иметь характер :

- индуктивный (напряжение опережает ток);

- емкостный (ток опережает напряжение);

- активный (ток совпадает по фазе с напряжением).

На рис.5.4.2. представлены векторные диаграммы, построенные на комплексной плоскости для трех случаев ( ). Начальная фаза тока для удобства построения принята равной нулю.

Режим работы цепи переменного тока с последовательным соединением, при котором ток и напряжение совпадают по фазе, называется резонансом напряжений.

При этом индуктивное и емкостное сопротивления цепи равны друг другу, и вся цепь ведет себя как чисто активная. Ток и активная мощность цепи при резонансе имеют максимальное значение.

При этом напряжения на индуктивности и на емкости равны по величине и сдвинуты по фазе друг относительно друга на 180 градусов

и (5.37)

и могут значительно превысить по величине напряжение на входе цепи.

Рисунок 5.4.2. Векторные диаграммы цепи

с последовательным соединением элементов для

Так как условием возникновения резонанса напряжений в цепи является равенство

,

то резонанс напряжений может быть установлен изменением:

1. L при постоянных C и f ;

2. С при постоянных L и f ;.

3) f при постоянных L и C.