- •Лабораторная работа № 1 Изучение принципа наложения токов
- •Общие сведения
- •Программа работы
- •Лабораторная работа № 2 Опытная проверка тока в диагонали мостовой схемы по методу эквивалентного генератора
- •Общие сведения
- •Программа работы
- •Лабораторная работа № 3 Исследование процессов в однофазных цепях синусоидального тока
- •Общие сведения
- •Программа работы
- •Расчетные формулы
- •Лабораторная работа № 4 Резонанс напряжений
- •Общие сведения
- •Программа работы
- •Лабораторная работа № 5 Резонанс токов
- •Общие сведения
- •Программа работы
- •Лабораторная работа № 6 Исследование процессов в индуктивно связанных катушках
- •Общие сведения
- •Программа работы
- •Лабораторная работа № 7 Трехфазная цепь при соединении приемников треугольником
- •Общие сведения
- •Программа работы
- •Лабораторная работа №8 Трехфазная цепь при соединении приемников звездой
- •Общие сведения
- •Программа работы
- •Министерство транспорта Российской Федерации
- •Введение
Программа работы
1. Собрать схему рис. 4.1
2. Изменяя частоту источника питания (10–12 значений, включая fр), исследовать режимы работы цепи. Результаты измерений занести в табл. 4.1.
3. Используя данные измерений, рассчитать указанные в табл. 4.1 величины:
– активное сопротивление цепи
; |
(4.3) |
– индуктивное сопротивление катушки
; |
(4.4) |
– емкостное сопротивление конденсатора
; |
(4.5) |
– реактивное сопротивление цепи
; |
(4.6) |
– индуктивное напряжение
; |
(4.7) |
– емкостное напряжение
; |
(4.8) |
– величину угла
. |
(4.9) |
Примечание. Параметры схем замещения катушки индуктивности (RLиL) и конденсатора (RCиС) рассчитаны в лабораторной работе № 3.
4. По данным таблицы 4.1 построить частотные характеристики цепи рис 4.1.
5. Определить расчетным путем резонансную частоту ри сравнить результат с экспериментом.
6. Построить в масштабе векторные диаграммы исследуемой цепи для трех различных режимов:
– XL < XC
– XL = XC
– XL > XC
Табл. 4.1
№ опыта |
Эксперимент |
Расчет | |||||||||
f, Гц |
U, B |
I, A |
P, Вт |
R, Ом |
XL,Ом |
XC, Ом |
Х, Ом |
UL,B |
UC, B |
,º | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Содержание отчета:
– схема исследуемой цепи (рис. 4.1)
– табл. 4.1
– расчет и графические построения согласно п.п. 3, 4, 5, 6 программы работы
– выводы
Варианты заданий
Табл. 4.2
№ варианта |
Катушка индуктивности |
Конденсатор |
1 |
L1 |
С = 40 мкФ |
2 |
L1 |
С = 50 мкФ |
3 |
L1 |
С = 70 мкФ |
4 |
L1 |
С = 90 мкФ |
5 |
L1 |
С = 120 мкФ |
6 |
L1 |
С = 150 мкФ |
Контрольные вопросы
1. Объясните, при каких условиях и в какой цепи возникает резонанс напряжений? Каковы признаки возникновения резонанса напряжений?
2. В чем могут заключаться эксплуатационные опасности, связанные с явлением резонанса в реальных условиях и цепях?
3. Опишите энергетический процесс в цепи (рис. 4.1) при резонансе напряжений?
4. При каких условиях в цепи, содержащей катушку и конденсатор, мог бы иметь место незатухающий колебательный процесс?
Лабораторная работа № 5 Резонанс токов
Цель работы: исследование резонанса токов в электрической цепи, состоящей из параллельно включенных катушки индуктивности и конденсатора.
Общие сведения
Резонансом токов называется такой режим работы разветвленной электрической цепи, состоящей из включенных параллельно индуктивности и конденсатора, при котором реактивные проводимости ветвей bLиbCстановятся равными, что соответствует совпадению по фазе питающего напряжения и тока в неразветвленной части цепи.
Равенство реактивных проводимостей может быть получено в результате изменения емкости, индуктивности или частоты напряжения питания. В данной работе резонанс токов достигается путем изменения частоты питающего напряжения.
Рис.5.1 |
Действующие значения токов в ветвях, содержащих катушку индуктивности и конденсатор, в электрической схеме (рис 5.1) соответственно равны:
, |
(5.1) |
где – полная проводимость ветви с индуктивностью,
– активная проводимость ветви;
– индуктивная проводимость ветви.
, |
(5.2) |
где – полная проводимость ветви с индуктивностью,
– активная проводимость ветви;
– емкостная проводимость ветви.
Действующее значение тока в неразветвленной части схемы определяется соотношением:
, |
(5.3) |
где Y – полная проводимость схемы,
G=GL+GC– активная проводимость схемы,
B=BL – BC – реактивная проводимость схемы.
Согласно условию резонанса токов должно выполняться равенство:
BL=BC или. |
(5.4) |
Из последнего соотношения можно выразить резонансную частоту:
. |
(5.5) |
Величина угла сдвига фаз между питающим напряжением и током в неразветвленной части схемы рис.5.1 определяется выражением:
. |
(5.6) |
Примерный вид частотных характеристик схемы рис. 5.1 показан на рис. 5.2.
Рис.5.2 |