2.2.5.1. Переведите ключ К в замкнутое положение (.
2.2.5.2. Установите мини блоки схемы (рис. 8) в соответствии с номером Вашего стенда (таблица 2).
2.2.5.3. Заполните первую строку таблицы 4 (кроме значений ).
2.2.5.4. Изменяя частоту генератора, добиться резонанса (по минимальному абсолютному значению угла сдвига фаз). Занести в таблицу 4 резонансную частоту , резонансный ток , угол сдвига фаз и напряжение на конденсаторе .
2.2.5.5. Изменяя частоту в меньшую сторону, добейтесь уменьшения тока до уровня . Запишите полученную частоту , ток, угол сдвига фаз и напряжение на конденсаторе в столбец .
2.2.5.6. Изменяя частоту в большую от сторону, добейтесь значение тока . Запишите полученную частоту , ток, угол и напряжение на конденсаторе в столбец .
2.2.5.7. Вычислите шаг изменения частоты для частот меньших резонансной частоты , и шаг для частот больших резонансной частоты. Занесите вычисленные значения в первую строку таблицы 4.
2.2.5.8. Проведите необходимые измерения для остальных частот.
2.2.5.9. Вычислите для всех частот отношение текущего тока к резонансному , полное сопротивление , отношение полного сопротивления к сопротивлению на резонансе и занесите полученные значения в таблицу 4.
|
|
2.2.5.10. Вычислите ширину полосы пропускания и занесите результат в таблицу 4.
2.2.5.11. Разомкните ключ К и проделайте измерения по пунктам 2.2.5.3 – 2.2.5.10, занося результаты в таблицу 5.
2.2.5.12. Постройте графики , и в функции частоты по данным таблиц 4 и 5 в единой системе координат, рис. 11.
2.2.5.13. Постройте, рис. 12, векторную диаграмму напряжений для частот , , по данным таблицы 4. Векторная диаграмма должна отображать взаимное расположение входного напряжения , напряжения на балластном резисторе , напряжения на конденсаторе и напряжения на катушке индуктивности . Вектор тока на рис. 11 построен без соблюдения масштаба и ориентирован горизонтально вправо. При построении используйте масштабную линейку (рис. 12).
Для облегчения построений, по данным таблицы 4 заполните таблицу 6 и вычислите напряжение на балластном резисторе.
Таблица 6
8 | 8 | 8 | |
Пример построения векторной диаграммы показан на рис. 13:
- отложите под углом вектор входного напряжения (рис. 13 а);
- отложите вектор по направлению тока , а вектор отстающим от тока на , причем таким образом, чтобы концы (стрелки) векторов и сходились в одной точке (рис. 13 б);
- дополните систему векторов вектором так, чтобы выполнялось уравнение (рис. 13 в).
|
|
а б в
Рис. 13. Порядок построения векторной диаграммы.
После выполнения всех расчетов результаты показать преподавателю и, получив его разрешение, выключить питание стенда.
Таблица 3
№ | Конфигурация цепи | Вычислено (теоретически) | Измерено | Вычислено по экспер. данным | ||||||||||||
Q | Q | |||||||||||||||
1 | 33 | 1 | 0 | |||||||||||||
2 | 33 | 1 | ||||||||||||||
3 | 33 | 0,47 | 0 | |||||||||||||
4 | 33 | 0,47 | ||||||||||||||
5 | 100 | 1 | 0 | |||||||||||||
6 | 100 | 1 | ||||||||||||||
7 | 100 | 0,47 | 0 | |||||||||||||
8 | 100 | 0,47 |
Таблица 4
Вариант № Конфигурация цепи (ключ К замкнут):
| |||||||||||
| |||||||||||
1 | |||||||||||
1 | |||||||||||
Таблица 5
Вариант № Конфигурация цепи (ключ К разомкнут): | |||||||||||
| |||||||||||
1 | |||||||||||
1 | |||||||||||
Рис. 11. Частотные характеристики последовательного резонансного контура.
Рис. 12. Векторные диаграммы.
ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ
Форма отчета или предоставляется студентам в электронном виде лектором потока, или копируется и распечатывается с сайта кафедры http://fn.bmstu.ru/learning-work-fs-7/laboratory-works-fs-7.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Почему в последовательной R-L-C цепи изменение емкости конденсатора приводит к изменению значения тока , коэффициента мощности , активной P и полной S мощностей?
2. Как добиться резонанса при последовательном соединении сопротивлений R-L-C элементов, и по каким признакам убедиться, что в цепи наступил резонанс?
3. В последовательной R-L-C цепи установлен режим резонанса напряжений. Сохранится ли резонанс, если:
а) параллельно конденсатору подключить активное сопротивление;
б) параллельно катушке индуктивности подключить активное сопротивление;
в) последовательно включить активное сопротивление?
4. В последовательной R-L-C установлен режим резонанса напряжений. Как изменится активная мощность, если:
а) последовательно включить активное сопротивление, конденсатор;
|
|
б) параллельно зажимам источника подключить активное сопротивление, конденсатор?
5. Как примерно изменятся графики, рис. 11, если уменьшить сопротивление ?
6. Объясните, как качественно изменится векторная диаграмма напряжений, построенная при , если увеличить частоту питающего напряжения?
7. Объясните, как качественно изменится векторная диаграмма напряжений, построенная при , если увеличить емкость ?
8. Что такое добротность резонансного контура? Объясните, как найти добротность по экспериментальным данным и по графикам.
9. Как изменится добротность последовательного контура (рис. 7) при замыкании ключа К?
10. Объясните, почему при резонансе напряжений, ток принимает максимальное значение?
ЛИТЕРАТУРА
Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники: учебник для вузов. В трех частях. Часть первая. М.: Издательство «Энергия», 1970. 592 с.
Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. СПб.: БХВ-Петербург, 2012. 551 с.
Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника центр «Академия», 2010. 544 с.