| Расчет | Цепь |
Ток, А
|
Напряж, В
|
L
Г
|
С
мкф
|
XL
ом
|
Xc
ом
|
Zэ
Ом
|
φ град
|
I
|
Uab
|
Ubo
|
Udb
|
Uab
| Uda |
R, L
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R, C
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R, L, C
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По результатам измерений необходимо определить индуктивность катушки и емкость конденсатора, их сопротивления, эквивалентные сопротивления цепи, а также построить топографические векторные диаграммы и треугольники сопротивлений для всех случаев.
4.2. Исследование цепи при смешанном соединении элементов.
Экспериментальное исследование проводится по схеме, рис.10.
Поочередно подключаются ветви с L или С параллельно R3.
Н апряжения на всех участках и углы сдвига по фазе между токами и напряжением на зажимах цепи (базовый сигнал) измеряется аналогично измерениям по пункту 4.1.
Результаты измерений и расчетов вносятся в таблицу по форме 5.
Ud0 =… В, R1=… , R2=… , R3=… , R4=… ом , f = …Гц. Форма 5.
| Измерения | Расчет | Цепь |
Ток, А
|
Напряж, В
|
L Г
|
С
мкф
|
XL
ом
|
Xc
ом
|
Zэ Ом
|
φэ град
|
|
|
I
|
Uco
|
Uac
|
Ubc
|
Udc
|
Uda
|
Udb
|
|
|
|
|
|
|
R1,R3, L
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2,R3, C
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R1,R2,R3, L, C
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При оформлении отчета необходимо:
по результатам измерений определить эквивалентные входные сопротивления цепи;
по известным параметрам рассчитать токи и напряжения в цепи, построить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений;
сравнить измеренные значения токов, напряжений и углов сдвига по фазе с их значениями из диаграмм.
Содержание отчета.
5.1. Цель работы.
5.2. Основные расчетные формулы.
5.3. Таблица применяемых приборов и элементов цепи.
5.4. Таблицы, векторные диаграммы в порядке выполнения экспериментов.
5.5. Выводы с анализом результатов по пунктам 4.1. и 4.2.
Литература:
[1] Гл. 4, §§ (4-4), (4-5), стр. 171-177;
§ (4-8), (4-9), (4-10), стр. 184-190.
[2] Гл. 3, § (3-2), стр. 56-60; § (3-4), стр. 61-62;
§ (3-5), стр. 62-64.
Гл. 5, §§ (5-1), (5-2), стр. 76-86; § (6-3), стр. 102-108.
Лабораторная работа № 4
Резонансные явления в линейных электрических цепях
синусоидального тока
Цель работы – экспериментальное исследование частотных характеристик последовательного и параллельного резонансных контуров.
Основные теоретические положения.
2.1 Условием резонанса при последовательном соединении элементов R, L, и С (Рис.11). Является равенство нулю реактивного сопротивления электрической цепи
X =XL-Xc = 0L - = 0 или
0L = , где 0 = 2f0 – резонансная
частота.
При постоянных параметрах L и C равенство может быть получено путем изменения частоты . Значение частоты, при котором в цепи наступает резонанс, определяется из соотношения: = . К частотным характеристикам последовательного резонансного контура относятся зависимости XL(), XC(), R(), Z(), I(), UL(), UC(), () при постоянной величине действующего значения напряжения U источника I.
Важной характеристикой резонансного контура является добротность Q =
где R – активное сопротивление цепи, = - волновое сопротивление (L – в Генри, С – в Фарадах), Q – добротность.
Таким образом, изменяя величину сопротивления R, можно получить частотные характеристики при различных значениях добротности Q контура.
2.2 Условием резонанса при параллельном соединении элементов L и С является равенство нулю реактивной проводимости: для реальных катушки индуктивности и конденсатора (Рис.12.)
условие резонанса определяется соотношением:
b=bL-bC =
Добротность параллельного резонансного контура: Q = , где = - волновая проводимость, g – активная проводимость цепи.
При параллельном соединении L и C рассматривают частные характеристики проводимостей и токов, при условии, что действующее значение напряжения источника при изменении частоты поддерживается неизменным.
Описание лабораторной установки.
Экспериментальное исследование частотных характеристик последовательного и параллельного резонансных контуров проводится на универсальном лабораторном стенде, на лицевой панели которого установлены все элементы исследуемой цепи, источник питания и измерительные приборы.
Перечень элементов, измерительных приборов, а также источник напряжения переменной частоты для выполнения экспериментального исследования рекомендуются преподавателем.
Порядок выполнения работы.
4.1. Для заданных индуктивности L и емкости С рассчитать ожидаемую величину резонансной частоты 0.
4
К
10
.2. В электрической цепи, схема которой приведена на рис.13., поддерживая неизменным UВХ и изменяя частоту, произвести измерения напряжений на всех элементах, тока в цепи (по падению напряжения на резисторе R10). Опыт проводится для различных значений сопротивления R10<, чтобы иметь Q>1.
ВНИМАНИЕ: Падение напряжения на элементах цепи измерять вольтметром, у которого обе клеммы изолированы от корпуса.
Контроль за синусоидальной формой входного напряжения производится с помощью осциллографа. При искаженной кривой следует уменьшить усилие входного напряжения генератора преобразователя.
Результаты измерений и расчетов занести в таблицу по форме 6.
Форма 6.
Измерено |
Вычислено
|
R1
|
R2
|
UВХ
|
f
|
|
UR
|
UL
|
UC
|
I
|
Z
|
X
|
φ
|
Ом
|
Ом
|
В
|
Гц
|
|
В
|
В
|
В
|
А
|
Ом
|
Ом
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.3. Для схемы, приведенной на рис.14 поддерживая неизменным UВХ и изменяя частоту, произвести измерения тока I.
Опыт производится для значений:
1 случай R1 = R2 = 0
2 случай R1=R2=
Данные измерений заносятся в таблицу по форме 7.
Форма 7 .
Измерено |
Вычислено
|
R1
|
R2
|
UВХ
|
f
|
|
UR
|
I
|
Z
|
X
|
Ом
|
Ом
|
В
|
Гц
|
|
В
|
А
|
Ом
|
Ом
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Содержание отчета.
5.1. Цель работы.
5.2. Таблицы данных электроизмерительных приборов.
5.3. Схемы исследуемых электрических цепей.
5.4. Таблицы наблюдаемых и вычисляемых величин.
5.5. Основные расчетные формулы.
5.6. Опытные и расчетные кривые частотных характеристик I(); UL(); UC(); Z(); X(); () для одного из значений сопротивления R1.
5.7. Расчетная зависимость По кривой определить добротность Q для всех значений сопротивления R1.
5.8. Опытные и расчетные кривые расчетных характеристик I(); Z();
X(); ();
5.9. Выводы по пунктам 4.2. и 4.3.
6. Литература:
[1] Гл.6, §§ 6-1; 6-2; 6-3; 6-4; 6-5; 6-7, стр.261-272, 276-279.
Do'stlaringiz bilan baham: |