Лабораторные работы / Работа 2, 3 - Отчет - Пятин - Прокушева - 2005 / резонанс токов
.docРХТУ им. Д.И. Менделеева
Кафедра Электротехники и Электроники
Лабораторная работа № 2
Разветвленная электрическая цепь синусоидального тока с активно - реактивным сопротивлениями. Резонанс токов.
В
Прокушева Ж.
Никитина П.
Краснова К.
Одинцова С.
Анфимова Ю.
Захарова И.
Стрелкова А.
Проверил преподаватель: Пятин О.Ю.
Москва 2005
Цель работы: Исследование режимов работы электрической цепи при параллельном соединении потребителей электроэнергии с активно – реактивными сопротивлениями, определение параметров цепи, установление условий возникновения резонанса токов.
Принципиальная схема:
Р
ω-угловая частота
f-частота
переменного тока
U-действующее
значение напряжения
I-действующее
значение тока
IR-ток
в активном сопротивлении
R-активное
сопротивление
C-ёмкость
Y-полная
проводимость цепи
IK-ток
катушки
Ic-ёмкостный
ток
G-активная
проводимость цепи
BC-ёмкостная
проводимость
BL-индуктивная
проводимость
BK-реактивная
проводимость катушки
YK-полная
проводимость катушки
GK-активная
проводимость катушки
P-активная
мощность
S-полная мощность
LK-индуктивность
катушки
φ-разность фаз
ω=2πf=2π*50=314рад/с
Y = I/U
G = IR/U
BC = IC/U=ωC
YK = IK/U
S = U∙I
GK = I/U
BK = BL==1/ωLK
cosφ = P/S
1.R – цепь.
№ |
Установить |
Измерить |
Вычислить |
|||||
f,Гц |
U, В |
I, A |
P, Bm |
IR, A |
YR, Cм |
S, BA |
cosφ |
|
1 |
50 |
127 |
1.389 |
176.5 |
1.389 |
0,011 |
176.403 |
1 |
2 |
50 |
220 |
2.407 |
529.5 |
2.407 |
0,011 |
529,54 |
1 |
3 |
100 |
220 |
2.407 |
529.5 |
2.407 |
0,011 |
529,54 |
1 |
2.C – цепь.
№ |
Установить |
Измерить |
Вычислить |
|||||
f,Гц |
U, В |
I, A |
P, Bm |
IС, A |
Yc, Cм |
S, BA |
cosφ |
|
1 |
50 |
127 |
0.838 |
0 |
0.838 |
0,0066 |
106,426 |
0 |
2 |
50 |
220 |
1.451 |
0 |
1.451 |
0,0066 |
319,22 |
0 |
3 |
100 |
220 |
2.903 |
0 |
2.903 |
0,0132 |
638,66 |
0 |
3.R – C – цепь.
BC=G
В активно-ёмкостной
цепи напряжение отстаёт от тока по фазе
на угол π/4 при равенстве проводимостей
(G=BC)
№ |
Установить |
Измерить |
Вычислить |
||||||||
f,Гц |
U, В |
I, A |
P, Bm |
IR, A |
IС, A |
YR, Cм |
Yc, Cм |
Y, Cм |
S, BA |
cosφ |
|
1 |
50 |
127 |
1,623 |
176,5 |
1,389 |
0,838 |
0,0063 |
0,0067 |
0,013 |
206,12 |
0,86 |
2 |
50 |
220 |
2,811 |
529,5 |
2,407 |
1,451 |
0,0109 |
0,0066 |
0,013 |
618,42 |
0,86 |
3 |
100 |
220 |
3,771 |
529,5 |
2,407 |
2,903 |
0,0109 |
0,0132 |
0,017 |
829,62 |
0,64 |
4.R – L – цепь.
BL=G
В активно-индуктивной
цепи напряжение опережает ток по фазе
на угол π/4 при равенстве проводимостей
(G=BL)
№ |
Установить |
Измерить |
Вычислить |
|||||||
f,Гц |
U, В |
I, A |
P, Bm |
IК, A |
YK, Cм |
GK, Cм |
BK, Cм |
S, BA |
cosφ |
|
1 |
50 |
127 |
0,952 |
9,1 |
0,952 |
0,0075 |
0,0075 |
0 |
120,904 |
0,075 |
2 |
50 |
220 |
1,649 |
27,2 |
1,649 |
0,0075 |
0,0075 |
0 |
362,78 |
0,075 |
3 |
100 |
220 |
0,826 |
6,8 |
0,826 |
0,0038 |
0,0038 |
0 |
181,72 |
0,038 |
5.R – L – C – цепь.
IL
IC-IL
IC>IL
IC<IL
№ |
Установить |
Измерить |
Вычислить |
||||||||||
f,Гц |
U, В |
I, A |
P, Bm |
IR, A |
IL, A |
IC, A |
Y, Cм |
YR, Cм |
YL, Cм |
Yc, Cм |
S, BA |
cosφ |
|
1 |
50 |
127 |
1.394 |
176.5 |
1.389 |
0.955 |
0.838 |
0,011 |
0,011 |
0,0075 |
0,0066 |
177,38 |
1 |
2 |
50 |
220 |
2.416 |
529.5 |
2.407 |
1.654 |
1.451 |
0,011 |
0,011 |
0,0075 |
0,0066 |
531,52 |
1 |
3 |
100 |
220 |
3.178 |
529.5 |
2.407 |
0.827 |
2.903 |
0,014 |
0,011 |
0,0038 |
0,0132 |
699,16 |
0,76 |
6.Резонанс.
I=IR
IC
IL
φ=0
При резонансе
токов цепь ведёт себя как чисто активная
№ |
Установить |
Измерить |
Вычислить |
||||||||
C, мкФ |
U, B |
I, A |
P, Bm |
IR, A |
IL, A |
IC, A |
Y, Cм |
YR, Cм |
S, BA |
cosφ |
|
1 |
30 |
127 |
1.410 |
176.5 |
1.389 |
0.955 |
1.197 |
0,011 |
0,011 |
179,07 |
1 |
2 |
40 |
127 |
1.530 |
176.5 |
1.389 |
0.955 |
1.596 |
0,012 |
0,011 |
194,31 |
0,9 |
3 |
50 |
127 |
1.736 |
176.5 |
1.389 |
0.955 |
1.995 |
0,014 |
0,011 |
220,472 |
0,8 |
4 |
20 |
127 |
1.396 |
176.5 |
1.389 |
0.955 |
0.818 |
0,011 |
0,011 |
177,292 |
1 |
5 |
10 |
127 |
1.489 |
176.5 |
1.389 |
0.955 |
0.419 |
0,012 |
0,011 |
189,103 |
0,93 |
Выводы.
Резонанс – явление в электрической цепи, содержащей индуктивные и емкостные элементы, при которых разность фаз напряжений и тока на входе электрической цепи равна 0.
1)
2) cosφ = P/S = 1
Коэффициент мощности равен отношению активной мощности к полной, и при резонансе равен 1.
3) S = P
Полная мощность равна активной, а индуктивная равна емкостной.
Q = QL – QC => QL = QC.
4) cosφ = G/Y = 1.
5) G = Y = Ymin.
B = BL – BC = 0 => BL = BC. Индуктивная проводимость равна емкостной.
6) I = U∙G = U∙Ymin = Imin.
При резонансе токов показания амперметра минимальные.