Порядок проведения эксперимента

Исследование явления резонанса напряжений

Цель работы:

1. Получить навыки компьютерного моделирования цепи синусоидального тока с активно-реактивными сопротивлениями.

2.  Закрепление теоретических сведения о методах анализа электрических цепей переменного тока.

ОБЪЕКТ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ

 

Объектом исследования является электрическая цепь переменного тока с одним источником и последовательным соединением активного сопротивления R, ёмкости С и катушки индуктивности L.

Средством исследования служит программа моделирования Electronics Workbench (EWB).

Общие сведения

Резонансом называют такой режим работы пассивной цепи, при котором входной ток совпадает по фазе с входным напряжением, несмотря на наличие в цепи реактивных элементов.

Если цепь представляет собой последовательное соединение двухполюсников, содержащих реактивные элементы разного характера, то возникновение резонанса объясняется взаимной компенсацией реактивных составляющих напряжений на этих двухполюсниках. В этом случае  говорят о резонансе напряжений.

Простейший вариант такого резонанса получается при последовательном соединении катушки индуктивности с параметрами R, L и конденсатора с емкостью С.

Таким образом, резонанса можно добиться, изменяя либо частоту,

либо индуктивность, либо емкость. В частности, если заданы ω и L, то резонанс получится при ёмкости

 В этом случае будут равны напряжения на индуктивности  

и ёмкости

Они могут превысить напряжение на входе цепи U (равное падению напряжения на активном сопротивлении U _R=I R.

 

 

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

 

1. Собрать электрическую цепь, показанную на рис. 1. Измерить падения

напряжений на каждом элементе, а также ток в цепи.

2. Изменяя частоту генератора, определить резонансную частоту цепи.

 

Рис.1

3. Результаты измерения занести в таблицу 1.

 

 

Таблица 1

№	f  Гц	U2 В	U3 В
1	50
2	100
3	150
4	200
5	250
6	300
7	350
8	400
9	450

 

4. Определить влияние активного сопротивления на явление резонанса напряжения.

Для чего для различных частот, изменяя значение сопротивления переменным резистором, определить падение напряжения на реактивных элементах. Результаты измерений занести в таблицу 2.

Таблица 2

f Гц	U2 В			U3 В
	R=10 Ом	R=25 Ом	R=40 Ом	R=10 Ом	R=25 Ом	R=40 Ом
250

 

5. Аналитически рассчитайте значение резонансной частоты.

6. Сделать выводы.

7. Оформите отчёт.