Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Данные об измерительных приборах.

3. Схема опытов.

4. Таблицы с опытными данными и результатами расчетов.

5. Графики зависимостей I, I₁ , I₂, Р, j = f(C).

6. Векторные диаграммы токов для режимов до резонанса, резонан­са и после резонанса.

Краткие сведения из теории

Разветвленную цепь с двумя параллельно соединенными ветвями (рис. 3а) можно рассчитать классическим и комплексным методами.

Рис. 3. Векторная диаграмма токов для схемы с параллельным соединением R, L, C – элементов

Классическим методом рассчитываются действующие значения то­ков в параллельных ветвях

;

Действующее значение тока от источника определяется с помощью век­торной диаграммы (рис. 3б). Для этого необходимо определить сдвиги по фазе токов I₂, I₃ относительно напряжения: ;

и построить векторы этих токов на векторной диаграмме. При этом нужно помнить, что ток I₂ на активно-индуктивном сопротивлении отстает от напряжения на угол j₂, а ток I₃ на активно-емкостном сопротивлении опережает U на угол j₃. Определение суммарного то­ка I₁ возможно математическим путем по теореме косинусов.

Расчет этой цепи в комплексной форме значительно облегчает­ся, т.к. определение модуля и фазы токов совмещается в одних и тех же вычислениях.

; ;

Суммарный ток I₁ с изменением частоты, индуктивности или емкости цепи будет изменяться и при определенном режиме совпадет по фа­зе с напряжением (j₁ = 0) , а по модулю будет минимален. Такой режим называется резонансом токов. Условием резонанса токов является равенство реактивных проводимостей b_L = b_C или

Из этого условия, учитывая, что X_L=wL, формула резонан­сной частоты

, рад/сек.

Отношение токов в ветвях к току в неразветвленной части цепи при резонансе токов называется добротностью контура:

В данной работе режим резонанса токов исследуется в цепи, в которой изменяется емкость конденсаторов, параллельно подклю­ченных к реальной катушке (рис 4).

Рис. 4. Повышение коэффициента мощности

Явление резонанса токов используется для улучшения энерге­тических показателей электроустановок. Для этого к электроуста­новке имеющей активно-индуктивную нагрузку (двигатель) с малым cosj подключают параллельно конденсатор определенной емкости. Расчет емкости для достижения заданного коэффициента мощности производится по заданным параметрам нагрузки.

Если и задано требуемое значение cosj, то соответствующая емкость конденсатора определится согласно векторной диаграмме (рис. 4б) следующим образом:

;

.

ТЕСТ К ЗАЧЕТУ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3.

УКАЖИТЕ НОМЕР ПРАВИЛЬНОГО ОТВЕТА:

3.1. Для установления резонансного режима в лабораторной работе изменяли величину:

1. индуктивности 2) ёмкости

3. частоты 4) тока 5) напряжения

3 .2. В режиме резонанса токов показания приборов:

1. А₁ и А₂ – одинаковые

2. А₁ – наименьшее

3. А₁ – наибольшее

4. Р_w­­­ – наименьшее

3.3. На приведенной волновой диаграмме кривые 1 и 2 построены соответственно для напряжения на элементах:

1. С и R

2. R и L

3. L и R

4. L и C

3.4. При значениях опытных данных Р = 150 Вт, U = 50 В, I = 5 А, параметры катушки R_к и Х_к соответственно равны:

1. 3 Ом и 10 Ом 2) 6 Ом и 8 Ом

3) 30 Ом и 10 Ом 4) 8 Ом и 6 Ом 5) 10 Ом и 3 Ом

3.5. В заданной схеме при R = 5 Ом, X_L = 10 Ом, резонанс токов наступит при значении Х_С:

1) 50 Ом 3) 12,5 Ом

2) 15 Ом 4) 1,5 Ом

3 .6. Если показания амперметров А₃ и А₁ соответственно 5 А и 4 А, то показание А₂:

1) 1 А 3) 9 А

2) 3 А 4) 20 А

3.7. Если в цепи с напряжением Ú = 10 е^j45ºВ, протекает ток

I = 5 е^j90ºА, то активная и реактивная мощность цепи равны соответственно:

1. - 35,36 Вт, - 35,36 вар 2) 35,36 Вт, 50 вар

3)50 Вт, 35,36 вар 4) 35,36 Вт, - 35,36 вар