Порядок выполнения работы

1. Собрать схему согласно рис. 3 и получить разрешение на включение.

Р и с. 3

2. Установить пределы измерений: вольтметра − на 150 В, амперметра − на 0,5 А, ваттметра, по напряжению − 75 В, по току − 2,5 А.

3. В ламповом реостате включить 2 − 3 лампы.

4. Произвести измерения U, I, , , и Р и занести в табл. 1.

5. Произвести необходимые вычисления и определить условие возникновения резонанса напряжений.

6. Снять показания приборов при резонансе напряжений.

7. Снять показания приборов, когда и .

8. Построить векторные диаграммы для следующих соотношений сопротивлений: , и .

9. Построить треугольники сопротивлений и мощностей.

Соотно- шение сопротив- лений	И З М Е Р Е Н О						В Ы Ч И С Л Е Н О
	U, B	I, A	Ua, B	UL, B	UC, B	P, Вт	Z, Ом	R, Ом	XL, Ом	XC, Ом	сos 	L, мГн	Q, вар	S, В·А	С, мкФ
ХL = XC	137	0,15	88	113	113	28	913,3	586,7	753,3	753,3	0,94	2,4	0	20,55	5
ХL  XC	137	0,11	60	105	190	20	1245,9	545,5	954,5	1727,3	0,44	3,04	-19,7	15,07	2,5
ХL  XC	137	0,14	80	111	50	24	978,6	571,4	792,9	357,1	0,58	2,52	8,54	19,18	10

Т а б л и ц а 1

Контрольные вопросы

1. Назовите условие возникновения резонанса напряжений.

2. Чему равен коэффициент мощности при резонансе напряжений?

3. Как зависят реактивные сопротивления от частоты сети.

4. Каков порядок построения векторных диаграмм?

5. Может ли напряжение на зажимах цепи быть меньше напряжения на отдельных элементах?

Лабораторная работа n4 разветвленная цепь переменного тока

Цель работы: исследование работы цепи переменного тока с парал­лельным соединением активного сопротивления, индуктивности и электрической емкости, ознакомление с явлением резонанса токов и условиями при которых оно возникает.

Краткие сведения

При параллельном соединении приемников электрической энергии напряжение на каждом из них одинаково, а токи распределяются обратно пропорционально сопротивлениям. В соответствии с первым законом Кирхгофа ток в неразветвленной части цепи:

I = I_а + I_L + I_C . (1)

Токи в ветвях, соответственно:

(2)

где U − напряжение в цепи, В;

R − активное сопротивление, Ом;

Х_L = L − индуктивное сопротивление, Ом;

Х_C = 1/C − eм­костное сопротивление, Ом.

На векторной диаграмме (рис. 1) напряжение и токи изображаются следующим образом:

Р и с. 1

При расчете цепи переменного тока с параллельным соединением R, L, C вместо сопротивлений удобнее пользоваться проводимостями. Различают три вида проводимостей:

− полная: Y = 1/Z; (3)

− активная: G = 1/R; (4)

− реактивная: B = 1/X, причем В = В_L – В_C; (5)

где В_L и В_C − соответственно индуктивная и емкостная проводимости, См.

Подобно треугольнику сопротивлений, эти проводимости можно изобразить при помощи треугольника проводимостей (рис. 2):

Р и с. 2

Диаграмма показана для случая, когда | В_L |  | В_C |.

В случае равенства индуктивной и емкостной реактивных прово­димостей (В_L = В_C) наступает явление резонанса токов. В этом случае токи I_L и I_C, равные по величине, но противоположные по фазе, уничто­жают друг друга.

Ток в неразветвленной части цепи будет равен току, протекаю­щему через активное сопротивление: I = I_a = U G. В тоже время то­ки, протекающие в ветвях с L и C, могут значительно превышать ток в неразветвленной части цепи.