5.Обработка результатов измерений

5.1.По результатам измерений табл.1 рассчитываются параметры катушки индуктивности и резонансное значение емкости:

полное сопротивление катушки (из закона Ома для пассивного участка );

активное сопротивление катушки (из уравнения для активной мощности Р=I²R);

индуктивное сопротивление катушки Xc=√ Z²_к - R²_к (в соответствии с треугольником сопротивлений)

X=X_L-Xc

угол сдвига фаз между напряжением и током на катушке

(из треугольника сопротивлений);

индуктивность катушки:

(из Х_L=ωL_K=2πfL_K ,где ω- угловая скорость, рад/с;

f - частота тока, Гц, промышленная частота тока равна 50 Гц);

резонансное значение емкости:

(исходя из условия возникновения резонанса напряжений Х_L=Х_C , т.е.

или )

5.2.По результатам измерений табл.2 определяются следу­ющие величины:

напряжение на активном сопротивлении (U_R=U_KСosφ_K или U_R =IR_k(активная составляющая напряжения на катушке);

напряжение на индуктивном сопротивлении U_L=U_K sin φ_K или U_L=IХ_L (реактивная составляющая напряжения на катушке);

полное сопротивление цепи Z=U/I, 0м;

емкостное сопротивление цепи ;Ом

угол сдвига фаз между входным напряжением и входным током , град;

индуктивная, емкостная и общая реактивные мощности: Q_L=I²X_L; Qc=I²X_C ;Q=Q_L-Qc ;Вар

полная мощность, потребляемая цепью S=√ P² + Q² или S=UI ,BA.

Резонанс в электрической цели - это такой режим работы цепи, при котором входное напряжение совпадает по фазе с вход­ным током. Поэтому при резонансе напряжений должны соблюдаться следующие равенства:

φ=0; Z=R; U_L=Uc; U=U_R; Q_L=Q_C; S=P

5.3.По результатам измерений табл.3. определяются:

активная составляющая тока катушки индуктивности I_R=I_Kcosφ_к , А

реактивная составляющая тока катушки индуктивности I_L=I_Ksinφ_к , A

индуктивная проводимость ветви с катушкой в_L=X_L / Z²_K , 1/Ом

емкостная проводимость ветви с батареей конденсаторов

, 1/Ом ;

коэффициент мощности исследуемой цепи соsφ = (из уравнения активной мощности Р=UIсоsφ или из треугольника мощ­ностей)

полная мощность, потребляемая цепью S = UI ,ВА.

При резонансе токов должны соблюдаться следующие ра­венства:

в_L= в_С - условие возникновения резонанса токов, или Х_Lэкв= Х_Сэкв , или

Х_экв =0 , где Х_экв - эквивалентное реактивное сопротивление;

Cosφ=1; I_L = I_C , I = I_R ,S=P .

6. Содержание отчета

6.1. Название и цель работы, схемы лабораторных установок (рис.5.6).

6.2. Таблицы с результатами измерений и расчетов.

6.З. Графики зависимости U_L, U_C, Z, I в функции от емкости С (графики строить по данным табл.2 в одной системе коорди­нат).

6.4. Векторные диаграммы напряжений относительно входного тока по данным табл.2 для значений емкости С =10 мкФ (дорезонансный режим); C =С₀ (резонанс); С =60 мкФ (послерезонансный режим),

6.5. Векторные диаграммы токов относительно входного на­пряжения по данным табл.3 для трех режимов цепи.

Примечание. На векторных диаграммах напряжений и токов графическим способом получить векторные суммы составляющих ве­личин.