полное сопротивление цепи
;
полное сопротивление катушки
;
активное сопротивление катушки
;
индуктивное сопротивление катушки
;
индуктивность катушки
,
где ;
активная составляющая напряжения на катушке
;
индуктивная составляющая напряжения на катушке
;
емкостное сопротивление
;
емкость конденсатора
.
Реактивное сопротивление всей цепи -
Таблица 2 | ||||||||||
f,Гц | ||||||||||
ZBX, Ом | ||||||||||
RК, Ом | ||||||||||
ZK, Ом | ||||||||||
Х,Ом | ||||||||||
ХLКОм | ||||||||||
XC, Ом | ||||||||||
L, мГн | ||||||||||
С, мкФ | ||||||||||
URК,B | ||||||||||
ULК,B |
4. Содержание отчета
Отчет должен содержать:
а) наименование и цель работы;
б) электрические схемы проведенных экспериментов;
в) таблицы с результатами эксперимента;
г) экспериментальные характеристики и векторные диаграммы;
д) выводы о частотных свойствах исследованной цепи.
5. Контрольные вопросы
1. Почему при изменении частоты источника питания изменяется входное сопротивление цепи, содержащей реактивные элементы?
2. Что понимают под «резонансом» в электрической цепи переменного тока?
3..Построить векторную диаграмму напряжений в цепи с последовательным
соединением R,L,C для режима резонанса с указанием вектора напряжения на
реальной катушке индуктивности.
4. Изменением каких параметров в последовательной RLC-цепи,
подключенной к источнику синусоидального сигналов можно получить
резонансный режим?
5. Как можно определить значение резонансной частоты в цепях с последовательным и параллельным соединением элементов?
6. В чем основные различия физических явлений в цепях переменного и постоянного тока?
7. Сформулируйте закон Ома для цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления, индуктивности и емкости.
8. В какой цепи и при каком условии наступает резонанс напряжений? Объясните энергетические процессы, протекающие в электрической цепи при резонансе напряжений.
9. Объясните, почему при резонансе напряжений ток в цепи максимален.
10. Как изменится резонансная частота в цепи с последовательным соединением , , , если емкость увеличить в 4 раза?
11. На каком участке цепи (рис. 2) напряжение при резонансе равно напряжению источника питания?
Рис. 2 | Рис. 3 |
12. Как изменится ток (увеличится, уменьшится, останется без изменения) в цепи, показанной на рис. 3, при замыкании выключателя В, если .
13. Оцените величину коэффициента мощности при резонансе напряжений по сравнению с коэффициентом мощности до резонанса.
14. Каким электроизмерительным прибором можно определить состояние резонанса в неразветвленной цепи, если настройка в резонанс ведется при неизменном действующем значении входного напряжения?
15. К каким аварийным последствиям может привести резонанс напряжений в электрических цепях?
Работа № 4. ПОВЫШЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ
1. Цель работы
Ознакомиться с особенностями режимов работы цепи переменного тока с параллельным соединения элементов, повышением коэффициента мощности, применением 1-го закона Кирхгофа в цепях переменного тока.
2. Предварительное домашнее задание
2.1. Изучить тему «Параллельное соединение элементов в цепи переменного
тока», содержание данной лабораторной работы и быть готовым ответить на все
контрольные вопросы к ней. /Л1, с. 95-104; 86-87;143-145 конспект лекционного курса/.
2.2. Начертить принципиальные схемы исследуемых цепей исследуемых
цепей с включенными измерительными приборами.
3. Порядок выполнения работы
3.1. Ознакомиться с лабораторной установкой.
3.2. Собрать электрическую цепь с параллельным соединением резистора R* и конденсатора С* (рис. 1). В качестве резистора R* использовать переключаемый резистор R10 в соответствующей варианту позиции переключателя (табл. 1). Установить в соответствии с заданным вариантом переключатель батареи конденсаторов С* в соответствующую позицию (табл. 1). Схему предъявить для проверки преподавателю.
Таблица 1 | ||||||
№ варианта | ||||||
R* | R10-1 | R10-2 | R10-3 | R10-1 | R10-2 | R10-3 |
С* | С2-5 | С2-5 | С2-5 | С2-4 | С2-4 | С2-3 |
3.3. Включить электропитание стенда и источник переменного напряжения ЕЗ.
Установить напряжение источника ЕЗ равное 7 В с частотой 200±10 Гц.
Измерить напряжение U на входе цепи, токи в ветвях с активным сопротивлением -IR, с конденсатором - Ic, общий ток -I, потребляемый от источника питания и угол сдвига фаз φ между напряжением U и током I, потребляемым цепью. Результаты измерений занести в табл. 2.
Вычислить активную мощность Р, потребляемую цепью, коэффициент мощности цепи cos φ.
Таблица 2
Измерено | Вычислено | ||||||||||
Включены ветви | U, В | I, мА | f, Гц | Ir, мА | Ic, мА | Ik, мА | φ, град | Р, Вт | cosφ | IАК | IРК |
R*,C* | -------- | -------- | ------- | ||||||||
L* | -------- | -------- | |||||||||
L*,C1* | -------- | ||||||||||
L*, C2* | -------- | ||||||||||
L*, C3* | -------- | ||||||||||
Резонанс токов | --------- | ||||||||||
L* на частоте резонанса | ----- | ----- |