- •Введение
- •1 Правила техники безопасности при выполнении лабораторных работ
- •2 Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ
- •2.1 Предварительная подготовка и допуск к лабораторным работам
- •2.2 Выполнение лабораторных работ
- •2.3 Правила оформления отчета по лабораторным работам
- •2.4 Стенды для проведения лабораторных работ
- •1 Цель работы
- •2 Основные теоретические положения
- •3 Задание по работе
- •4 Объект и средства исследования
- •5 Подготовка к выполнению работы
- •6 Методические указания по выполнению работы и обработке результатов эксперимента
- •7 Отчетный материал
- •8 Контрольные вопросы
- •1 Цель работы
- •2 Основные теоретические положения
- •3 Задание по работе
- •4 Объект и средства исследования
- •5 Подготовка к выполнению работы
- •6 Методические указания по выполнению работы и обработке результатов эксперимента
- •7 Отчетный материал
- •8. Контрольные вопросы
3 Задание по работе
3.1 Собрать цепь с параллельным соединением катушки индуктивности и батареи конденсаторов. Меняя емкость конденсаторной батареи, добиться резонанса токов.
3.2 По экспериментальным данным рассчитать параметры цепи Z, ZК , XL, XC, L, C, Y, bL, bC, g, S, Q, cos .
3.3 Построить в масштабе три векторные диаграммы токов и напряже-ния: до резонанса bL> bC, при резонансе bL = bС, после резонанса bL< bC.
3.4 По полученным данным построит резонансные кривые I1=ƒ(C), IC=ƒ(C) , IL = ƒ(C), cos =ƒ(C).
4 Объект и средства исследования
Объектом исследования служит линейная электрическая цепь с параллельным соединением катушки индуктивности и батареи конденсаторов переменной емкости. Все элементы цепи смонтированы на панели лабора-торного стенда.
Питание установки осуществляется от сети переменного тока напряжени-ем 220 В, частотой 50 Гц через автоматический выключатель QF и регулиру-ющий автотрансформатор ЛАТР, которым поддерживают на зажимах электрической цепи заданную величину напряжения U, измеряемую вольт-метром.
Для измерения токов в ветвях электрической цепиI1,I2,I3 и активной мощности на рабочем столе размещены многопредельные измерительные приборы непосредственного отсчета – три амперметра иваттметр.
5 Подготовка к выполнению работы
5.1 Пользуясь литературными источниками, указанными в списке лите-ратуры, и конспектом лекций, изучить из раздела дисциплины «Электротехника» «Линейные электрические цепи однофазного синусоидаль-ного тока» следующие вопросы:
-параллельное соединение активного элемента, катушки индуктивности и конденсатора;
- резонанс токов;
-первый закон Кирхгофа для цепей синусоидального тока.
5.2 Начертить электрическую схему для исследования явления резо-нанса токов и таблицу для записи результатов измерений.
5.3 Записать формулы для расчета параметров исследуемой цепи.
6 Методические указания по выполнению работы и обработке результатов эксперимента
6.1 Ознакомиться с измерительными приборами и оборудованием, не-обходимым для выполнения работы.
6.2 Собрать электрическую цепь с параллельным соединением катушки индуктивности и батареи конденсаторов в соответствии со схемой, представ-ленной на рисунке 1, и представить для проверки преподавателю или лаборанту.
6.3 Установить ЛАТРом и поддерживать неизменным заданное препо-давателем напряжение на входе цепи (80-100) В.
6.4 Изменяя величину емкости батареи конденсаторов добиться резо-нанса, при этом ток в неразветвленной части цепи будет иметь наименьшее значение, а в ветвях IК IC. Опыт необходимо провести так, чтобы было не менее трех измерений до минимального значения тока в неразветвленной части цепи и не менее трех после него. Показания приборов занести в таблицу 2.
6.5 По результатам измерений вычислить все входящие в таблицу 2 величины:
полное сопротивление цепи
Z = (7)
полное сопротивление катушки индуктивности
ZК = (8)
активное сопротивление катушки
rк = (9)
индуктивное сопротивление катушки
XL = (10)
емкостное сопротивление
XC = (11)
индуктивность катушки
L = , (12)
где Гц – промышленная частота тока.
емкость батареи конденсаторов
С = (13)
реактивная проводимость катушки
(14)
реактивная проводимость конденсатора
bc = (15)
полная реактивная проводимость цепи
b = bL - bC (16)
активная проводимость катушки
(17)
полная проводимость цепи
Y = (18)
коэффициент мощности катушки индуктивности
cos к = (19)
коэффициент мощности цепи
cos = (20)
индуктивная составляющая тока катушки индуктивности
IL = I2 sin к (21)
активная составляющая тока катушки индуктивности
Iа = I2 cos к (22)
реактивная мощность цепи
Q = U2 b = U I1 sin (23)
полная мощность цепи
S=U2 Y = U I1 (24)
6.6 По результатам измерений и вычислений построить три векторные диаграммы токов и напряжения: одну до резонанса, другую при резонансе и третью после резонанса, а также резонансные кривые I1=ƒ(C), IC=ƒ(C), IL= ƒ(C), cos =ƒ(C).
Рисунок 1 – Схема электрической цепи с параллельным соединением
катушки индуктивности и конденсаторной батареи
Таблица 2 – Результаты исследования явления резонанса токов
Измерения |
Вычисления | |||||||||||||||||||||
U |
I1 |
I2 |
I3 |
P |
Z |
ZK |
XC |
XL |
rK |
L |
C |
bL |
bC |
b |
g |
Y |
IL |
IА
|
сosφк
|
cosφ |
S |
Q |
В |
А |
А |
А |
Вт |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Гн |
мкФ |
См |
См |
См |
См |
См |
А |
А |
|
|
ВА |
Вар |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВЫВОДЫ:
Экспериментально получили резонанс токов в электрической цепи, состоящей из параллельного соединения катушки индуктивности и конденса-торной батареи, путем изменения емкости конденсатора.
Определили параметры цепи, изучили причины и следствия резонанса токов.
Приобрели практические навыки сборки электрических цепей, работы с электроизмерительными приборами, измерения электрических величин.