Литература

1. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. М.: Энергоатомиздат, 1983, с.84-88, 92-94.

Описание установки

Источником питания лабораторной установки служит сеть переменного тока частотой 50 Гц. Регулирование напряжения осуществля­ется с помощью лабораторного автотрансформатора (TI). В качестве элементов исследуемой схемы применяются катушка индуктивности и конденсаторы. Регулирование величины емкости производится измене­нием количества подключенных в цепь ступеней конденсаторов. Для наблюдения угла сдвига фаз между напряжением и током на входе схемы применяется двухлучевой осциллограф. Сигнал, пропорциональный то­ку, снимают с шунта, пропорциональный напряжению - от вспомога­тельного трансформатора напряжения (ТV).

Содержание работы

1. Собрать цепь по схеме рис. 1. Записать технические данные при­боров в табл. 1

Рисунок 1 - Схема опытной установки для исследования резонанса токов

Таблица 1.- Паспортные данные измерительных приборов.

Наименование	Тип	Система	Класс точности	Предел измерения	Род тока	Завод. номер
1 2 ….

2. При отключенных конденсаторах подать на вход схемы напряже­ние, при котором ток в катушке будет равен номинальному (I_ном= 2А). Ре­зультаты измерений записать в таблицу 2. По результам изме­рений рассчитать параметры катушки.

Таблица 2.-Данные для определения параметров катушки

Опыт			Расчет
U, B	I, A	P, Вт	ZK, Ом	RK, Ом	XL, Ом	L, Гн

3. Установив в цепи режим по п.2 и увеличивая число включенных конденсаторов от нуля до максимума, проследить за изменением токов в ветвях, активной мощности и угла j (по осциллографу). При малых емкостях с целью увеличения точности измерений то­ка I₂, ключ К2 разомкнуть, при дальнейшем увеличении емкости во избежание зашкаливания прибора рА_2Т, ключ К2 замкнуть и измерения произвести по прибору рА_2Г (Т - точный, Г - грубый). Данные измерений занести в табл. З. В таблице подчеркнуть данные, соответствующие режиму резонанса токов. Зная параметры катушки, и используя условие резонанса токов, рассчитать значение емкости, при которой наступит резонанс токов. Сравнить с опытными данными.

Таблица 3.-Данные по исследованию резонанса токов

№	Опыт						Расчет
	С, мкФ	I, А	I1, А	I2, А	Р, Bт	S, ВА		cosj	Iа, A	j
1 2 …..

4. По результатам измерений вычислить для каждого режима полную мощность S= U·I, коэффициент мощности cosj=P/S, ак­тивную составляющую тока источника I_а= I × cosj.

5. По результатам измерений и расчетов построить зависимости то­ков в ветвях, мощности, угла сдвига фаз тока и напряжения ис­точника от величины включаемой емкости.

6. По результатам опытов и расчетов построить векторные диаграм­мы токов для дорезонансного, резонансного и после резонансного режимов.

Построение векторной диаграммы начинается с вектора напряже­ний (рис.2).

Рис. 2. Построение векторной диаграммы токов по опытным данным.

Из начала координат откладываем в масштабе вектор емкостного тока , который опережает по фазе век­тор напряжения на угол 90° (активной составляющей тока I₂ ввиду ее малости пренебрегаем). По первому закону Кирхгофа . Воспользуемся этим равенством для построения диаграммы. Из начала вектора проводим часть окружности радиусом, равным в масштабе току , а из его конца - часть окружности радиусом, равным в масштабе току _. Точка пересечения окружностей будет представлять собой геометрическое место концов векторов и .

7. Задание по УИРС.

7.1. Для рассчитанных в п.2 параметров катушки, определенного в п.2 напряжения сети и одного из значений емкости кон­денсатора, устанавливаемого в п.3, рассчитать комплекс­ным методом токи в ветвях схемы, активную и реактивную мощности, угол сдвига фаз напряжения и тока источника. Результаты расчета занести в табл.4 и сравнить с опытны­ми данными.

Таблица 4. - Результаты расчета задания по УИРС.

	С, мкФ	U, B	I, А	I1 , А	I2 , А	S, ВА	Р, Вт	Q, вар
расчет
опыт

7.2. По результатам расчета построить векторную диаграмму токов.

3. Рассчитать величину емкости конденсатора для повышения коэффициента мощности цепи до 0,9.