4. Порядок выполнения работы.

Определить параметры одноэлементных пассивных двухполюсников резистора R16 (рис. 3.6.), индуктивности L2 (переключатель одноименного галетника в поз. «2», рис.3.7.), емкости С1 (рис.3.8.), для чего измерить токи, напряжения, мощности при подключении к зажимам «а - в» поочередно двухполюсники П1, П2, ПЗ и рассчитать параметры. Результаты измерений и расчета занести в табл. 3.1. Входное напряжение установить не более 60В.

Таблица 3.1.

Вид двухполюсника	Измерено			Рассчитано
	I	U	P	R	Z	x		L	C
R
L
C

Для каждого двухполюсника построить векторную диаграмму тока и напряжений.

Рис. 3.6.

Рис. 3.7.

Рис. 3.7.

4. Контрольные вопросы.

3.4.1. Дайте определение пассивного и активного двухполюсников в цепи переменного тока.

3.4.2. Как экспериментально определить параметры пассивного двухполюсника в цепи переменного тока?

3.4.3. Что понимают под активной, реактивной и полной мощностью? Назовите единицы их измерения.

3.4.4. Приведите формулы для расчета активных и реактивных проводимостей и сопротивления цепи синусоидального тока.

3.4.5. Приведите векторные диаграммы простейших двухполюсников в цепи переменного тока.

4. Лабораторная работа №4 «Резонансные явления в линейных цепях синусоидального тока»

1. Цель работы:

Экспериментальное исследование и анализ основных положений резонансных явлений в линейных цепях переменного тока.

2. Основные положения и соотношения:

В электрических цепях переменного тока, содержащих емкостные и индуктивные элементы, при определенных условиях возникает резонанс. При этом ток и напряжение на зажимах цепи совпадает по фазе ( = 0).

При резонансе происходит обмен энергией между магнитным полем катушки индуктивности:

Li²

W_M = -------

2

и электрическим полем конденсатора

Сu²_c

W_Э = --------

2

так, что в любой момент времени

Li² Сu²_c

------- + -------- = const.

2 2

От источника энергия поступает только на покрытие тепловых потерь в резисторах цепи.

Рис. 4.1.

Рис. 4.2.

Напряжение на выходных зажимах цепи:

(1)

x_L - x_C

 = arctg -----------.

r

1

В режиме резонанса x_L = x_C ; т.е. L - ----- = 0; ²LC = 1; (2) .

C

При последовательном соединении L и С резонансная частота _p цепи равна частоте ₀ собственных колебаний:

(3)

При исследовании резонансного режима вводят понятия о волновом сопротивлении цепи:

(4)

и о добротности цепи:

p ₀L 1/₀C U_L0 U_C0

Q = ----- = ------- = --------- = -------- = -------- . (5)

r r r U U

Если волновое сопротивление больше активного р > r (т.е. Q > 1), то напряжения на индуктивности, и на емкости будут при резонансе больше приложенного к цепи напряжения:

U_L0 = U_C0 > U_r = U.

Зависимости I, U, Z,  от частоты  при неизменных параметрах r, L, С называются частотными характеристиками.

В электрической цепи при параллельном соединении катушки индуктивности и емкости (рис. 4.3.) при определенных условиях возникает резонанс токов. При этом

I _{реакт.катушки} = I_C , а ток I и напряжение U на входе цепи совпадает по фазе ( = 0).

Рис. 4.3.

L_K

b = b_K - b_C = ------------------ - C , (6)

r²_k + (L_K)²

Активная проводимость цепи равна

r²_K

g = ------------------ ,

r²_Kk + (L_K)²

т.е. зависит от частоты приложенного напряжения. Следует обратить внимание на то, что при резонансе ток I_K в катушке не равен току I_C в конденсаторе (см. рис. 4.4.)

I _C = I_PK

Рис. 4.4.