Содержание работы по заданию второго уровня сложности.

Повышенная сложность работы заключается в ограниченном, по сравнению с первым уровнем, количестве электроизмерительных приборов, используемых при проведении опытов. В двух первых опытах не используется амперметр, в двух последних – вольтметр, во всех четырех опытах не предусмотрено применение ваттметра. Ограничение числа приборов сокращает количество исходной информации, используемой для определения значений электрических величин и построения векторных диаграмм. Это, в свою очередь, требует от исследователя более высокого уровня начальных знаний по теме лабораторной работы. На векторных диаграммах цепей с последовательным соединением элементов помимо в екторов напряжения должен быть изображен вектор тока контура. На векторных диаграммах разветвленных цепей должны быть показаны векторы напряжений на всех элементах.

Вопросы и задания для самопроверки.

1. Что такое переменный электрический ток?

2. Что такое синусоидальный электрический ток?

3. Какие параметры характеризуют синусоидальную электрическую величину?

4. Что понимается под мгновенным, амплитудным, действующим и средним значением синусоидальной величины?

4. На каком основании синусоидальная электрическая величина представляется вектором на комплексной плоскости?

6. Какая информация о синусоидальном электрическом сигнале теряется при переходе к символическому изображению?

7. Объясните термины: "комплекс амплитуды синусоидального тока", "комплексная амплитуда синусоидального тока", "комплекс действующего значения синусоидального тока".

8. В каком случае комплекс синусоидального сигнала равен модулю этого сигнала?

9. В чем заключается преимущество векторной формы представления синусоидального сигнала по сравнению с тригонометрической формой?

10. Что такое векторная диаграмма?

11. Поясните на примере, как меняется вид векторной диаграммы при смене сигнала, начальная фаза которого принимается равной нулю.

12. Почему невозможно изобразить векторную диаграмму синусоидальных сигналов, имеющих различную частоту?

13. Какая величина обозначается на векторных диаграммах символом ?

14. В каком диапазоне может лежать фазовый сдвиг между током и напряжением на активно-индуктивной нагрузке?

15. В каком диапазоне может лежать фазовый сдвиг между током и напряжением на активно-емкостной нагрузке?

16. Почему катушка индуктивности не может быть представлена на схеме замещения чистой индуктивностью?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ

Цель работы: исследовать резонансный режим работы последовательной электрической цепи, содержащей катушку индуктивности и конденсатор.

Электроизмерительные приборы, используемые в работе:

амперметр электромагнитный (0-1А);

вольтметр электромагнитный (0-300 В) – 3 шт.;

ваттметр ферродинамический с пределом измерения токовой цепи не менее 1А, цепи напряжения – не менее 300В.

Содержание работы.

Работа предусматривает измерение электрических величин, существующих в последовательной активно-индуктивно-емкостной цепи, при регулировании в широком диапазоне емкости конденсатора с последующим построением зависимостей тока и напряжения на катушке и конденсаторе в функции емкости конденсатора.

Порядок выполнения работы.

1. Подберите необходимую электроизмерительную аппаратуру, проверьте наличие соединительных проводов, ознакомьтесь с расположением на стенде катушки индуктивности, магазина конденсаторов, а также, выводов и ручки регулятора лабораторного автотрансформатора (ЛАТр).

2. Используя значение индуктивности катушки, полученное в ходе выполнения предыдущей лабораторной работы, рассчитайте емкость конденсатора, соответствующую резонансному режиму работы.

3. Отградуируйте ось абсцисс (рисунок 4.2 Журнала) так, чтобы полученное значение емкости лежало на середине оси.

4. Рассчитайте значение напряжения, к которому должна быть подключена цепь (рисунок 4.1), чтобы ток в ней в режиме резонанса не превысил 1 А.

5. Исследуйте цепь с последовательным соединением резистора, конденсатора и катушки индуктивности, для чего придерживайтесь следующих рекомендаций.

5.1. Соберите цепь по схеме, изображенной на рисунке 4.1, подключив вольтметры к дополнительным выводам конденсатора и катушки индуктивности.

5 .2. Установите емкость конденсатора, равной нулю.

5.3. Установите ручку регулятора ЛАТр в крайнее левое положение, включите ЛАТр, вращая ручку регулятора по часовой стрелке, доведите показания вольтметра до значения, рассчитанного в п.4.

5.4. Снимая показания приборов, увеличивайте емкость конденсатора до резонансного значения и далее, до максимального значения. Занесите полученные данные в таблицу 4.1 Журнала.

Принимая во внимание то, что реальное значение емкости в режиме резонанса может отличаться от расчетного значения, рекомендуется уменьшить шаг измерений в области расчетной резонансной емкости.

5.5. На координатной плоскости, изображенной на рисунке 4.2 Журнала, постройте зависимости тока в цепи и напряжений на ее элементах от емкости конденсатора.

5.6. Из таблицы 4.1 в таблицу 4.2 Журнала перенесите данные, соответствующие режиму резонанса.

5.7. Произведите необходимые вычисления и заполните все ячейки таблицы 4.2 Журнала.

6. Подпишите оформленный отчет и предъявите его преподавателю.