Тема : ДОСЛІДЖЕННЯ ЯВИЩА РЕЗОНАНСУ НАПРУГИ
Р обоче місце: Лабораторія ТОЕ.
Тривалість заняття : 90 хв.
Мета роботи: дослідити резонанс напруги: зняти резонансні криві при змінній
ємності, визначити на досліді співвідношення між опорами
окремих ділянок і спадів напруги на них, між активними та
реактивними потужностями.
Прилади та обладнання
| Назва приладів та обладнання | Тип | Кількість | Технічні характеристики |
| ЛАТР | 1 | ||
| Вольтметр | 1 | ||
| Амперметр | 1 | ||
| Ватметр | 1 | ||
| Батарея конденсаторів | 1 | ||
| Котушка індуктивності | 1 |
Теоретичні відомості
При підведенні до затискачів послідовно з'єднаних індуктивності L і ємності С синусоїдальної напруги 
(мал.14) у колі встановлюється струм 
. Зсув фаз між напругою і струмом визначається за формулою 
, де xl = 2πf, 
відповідно індуктивний і ємнісний опори.
Діюче значення струму в ланцюзі можна знайти за законом Ома:
де 
— повний опір ланцюга.
Якщо xl > X с , то і UL > UC — струм у цьому випадку відстає від напруги мережі (рис.29, а). У випадку XL, < X с і UL < UC струм випереджає напругу (рис. 29, в). Коли xl = XL то і UL = UС — струм і напруга збігаються за фазою (рис. 29, б). Цей випадок називається резонансом напруги, він має місце при резонансній частоті 
.
|
|
|
Коло при резонансі поводиться так, начебто містить тільки один активний опір. Дійсно, коли настає резонанс, то реактивний опір ланцюга х = xl — хс = 0; повний опір ланцюга Z = r, струм 
, коефіцієнт потужності cos φ = 1.
Резонанс може бути отриманий підбором параметрів ланцюга при заданій частоті мережі або частоти мережі при заданих параметрах ланцюга.
Для ланцюга з послідовним з'єднанням індуктивної котушки і конденсатора за обмірюваним значенням напруги U L , UC , струму І і активної потужності Р можна визначити параметри кола. Опір резистора 
, ємнісний опір 
. Визначивши хс і знаючи промислову частоту струму f = 50Гц, можна знайти ємність конденсатора: 
. Параметри котушки визначаються в такий спосіб: повний опір
; так як 
;
де R– активний опір, те 
Рис.30 Коло змінного струму з послідовним з'єднанням котушки
індуктивності та конденсаторної батареї
З формули 
визначаємо індуктивність котушки: 
. Знаючи параметри котушки, можна обчислити ємнісну й індуктивну потужності 
, 
, а також потужність усього кола 
, реактивну потужність усього кола 
. Коефіцієнт потужності визначають за показниками вольтметра, амперметра, ватметра виходячи з формули 
.
|
|
|
Порядок виконання роботи
1. Ознайомитися з приладами й іншим устаткуванням, призначеними для виконання лабораторної роботи, записати їхні технічні характеристики.
2. Зібрати послідовну частину електричного кола, а потім приєднати паралельну обмотку ватметра. Установити ручку ЛАТР у положення, що забезпечує нульову напругу на затискачах електричного кола.
3. Після перевірки викладачем правильності з'єднань ввімкнути двополюсний автоматичний вимикач S, збільшити напругу до заданого значення. Спостерігаючи покази вимірювальних приладів у колі, змінювати ємність конденсаторної батареї до максимального значення. Результати спостережень занести в табл. 14.1.
Обробка результатів дослідів
1. За результатами вимірювань розрахувати повний опір кола, активний опір кола, індуктивний та ємнісний опори, індуктивність котушки та ємність конденсатора, повну та реактивну потужність, коефіцієнт потужності та кут зсуву фаз між повною напругою та повним струмом кола. Визначити момент резонансу напруги.
2. Побудувати графіки резонансних кривих U = f( C ), UL = f( C ), UC = f( C ),
I = f( C ), XL = f( C ), Xc = f( C ), Z = f( C ) . Визначити за графіками момент
|
|
|
резонансу напруги.
3. По лабораторній роботі зробити висновки відносно:
а) можливості отримання резонансу напруги шляхом зміни ємності ;
б) про характер резонансних кривих;
в) про причини неповного спів падання дослідних результатів з теоретичними.
Висновки записати у звіт.
Таблиця 14.1
|
№ | Дані досліджень | Результати обчислень | |||||||||||||||
| U, B | I , A | P, B | UL , В | Uc , В | Z , Ом | R , Ом | XL , Ом | L , Гн | XC, Ом | C , мкФ | S , B A | QL , Bap | QC , Bap | Q , Bap | Cosφ | φ | |
| 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. | |||||||||||||||||
Контрольні питання
1. Від яких величин залежить зсув фаз між напругою і струмом?
2. Як розрахувати діюче значення струму нерозгалуженого електричного кола
змінного струму з параметрами R, L, C?
3. Як визначається повний опір кола змінного струму?
4. Яке явище називають резонансом напруги ?
5. Умова виникнення явища резонансу напруги?
6. Чому дорівнює резонансна частота, якщо відома індуктивність і ємність
|
|
|
кола?
7. Чому дорівнює коефіцієнт потужності при резонансі?
8. Чому дорівнює повний опір кола в момент резонансу?
9. Чому дорівнює повна напруга в момент резонансу?
10. Як визначається повна, активна та реактивна потужності кола в момент резонансу напруги?
Лабораторна робота № 15
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 246; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!