2.1.4. Расчет цепей гармонического тока;

2.1.5. Мощность в цепи гармонического тока;

2.1.6. Резонанс в цепи гармонического тока.

При необходимости следует воспользоваться конспектами лекций по соответствующим разделам курса и учебными пособиями.

В настоящей работе студенты на основании опытных данных производят расчет параметров элементов двухполюсников в резонансном режиме, строят векторные диаграммы и графики зависимостей напряжений и токов на элементах в функции емкости для последовательного резонансного контура.

2.4.2. Описание лабораторного стенда

Данная лабораторная работа выполняется на том же стенде и с тем же составом элементов и измерительных приборов, что и лабораторная работа №3. Поэтому для ознакомления с лабораторным стендом следует обратиться к разделу 2.2.2.

2.4.3. Порядок выполнения измерений

В настоящей работе исследуется резонанс напряжений и резонанс токов, для каждого из которых собирается своя электрическая схема.

1. Собрать схему с последовательным соединением элементов (рис. 2.21).

Для исключения из цепи отдельных элементов (R, L, C) предусмотрены перемычки, замыкающие их накоротко.

В данной работе резонанс достигается изменением величины емкости при фиксированном значении индуктивности, поэтому перед снятием резонансных кривых необходимо определить величину индуктивности L2, а затем рассчитать величину емкости C1, при которой достигается резонанс.

Рис. 2.21.Схема цепи при последовательном

соединении элементов

2. Экспериментально-расчетное определение величины индуктивности L2.

2.1 Замкнуть перемычки на зажимах сопротивления R17 и конденсатора C1.

2.2. Подать напряжение на схему замыканием тумблера S7. Величину напряжения питания устанавливать галетными переключателями Г1 и Г2, начиная от нуля, до величины, не превышающей 60В. Напряжение контролировать по вольтметру V3.

2.3. Измерить напряжение U, ток I и мощность P в цепи, записать показания в табл. 2.8.

Опытные данные для определения параметров катушки Таблица 2.8

Элемент	U			I			P
	дел.	В/дел	В	дел.	А/дел	А	дел.	Вт/дел	Вт
L2

2.4. Рассчитать параметры катушки:

- полное сопротивление

- активное сопротивление

- реактивное сопротивление индуктивности

- индуктивность

- угол фазового сдвига

2.5. С использованием формулы (2.13) для рассчитанного значения индуктивности L2 при частоте входного напряжения 50 Гц рассчитать величину С₀ емкости С1= С₀, обеспечивающую резонанс в цепи.

3. Снятие резонансных характеристик последовательного контура.

3.1. Установить рассчитанную величину С₀ емкости С1 соответствующими переключателями на стенде.

3.2. Установить величину сопротивления R17=200 Ом.

3.3. Разомкнуть перемычки, замыкающие элементы R17 и С1, подключить источник питания, установив напряжение 60В.

Перед снятием характеристик попытаться небольшим изменением величины емкости С1 в ту или другую сторону от резонансного значения С₀ добиться более точного резонанса по максимуму потребляемого тока. Полученное значение емкости, тока и напряжений на элементах R17, C1, L2 при резонансе записать в табл. 2.9. Напряжения на элементах измерять мультиметром, выдаваемым преподавателем.

Опытные данные резонансных кривых

последовательного контура; U=60 В Таблица 2.9

R17	С1	I			UR17	UC1	UL2
Ом	мкФ	дел.	А/дел.	А	В	В	В
200
	С0=
100
	С0=

Поддерживая входное напряжение 60В, изменять величину емкости конденсатора C1 вверх и вниз от резонансной (по три точки в каждую сторону). Величину емкости и показания приборов в каждой точке занести в табл. 2.9.

3.4. Установить величину сопротивления R17=100 Ом и произвести измерения в соответствии с п. 3.3. Опытные данные записать в табл. 2.9.

4. Исследование резонанса в параллельном контуре.

4.1. Собрать схему с параллельным соединением элементов (рис. 2.22).

В данной работе параллельный контур исследуется только в режиме резонанса. Параметры элементов C1, L2 при резонансе определены в пп. 2.4,2.5. Если индуктивность L2 и емкость C1 являются идеальными элементами, то резонанс в параллельном контуре имеет место при тех же параметрах элементов, что и в последовательном контуре. Величина активного сопротивления R9=200 Ом. Перемычки П1−П3 позволяют исключать из схемы отдельные элементы. Все измерения проводятся при входном напряжении, равном 60 В.

Рис. 2.22. Схема цепи при параллельном

соединении элементов

4.2 Исключая из схемы с помощью перемычек два из трех элементов, измерить токи в каждом по отдельности: I_R9, I_C1, I_L2. Данные измерений записать в табл. 2.10. Включая нужные перемычки, измерить входной ток и токи в элементах при включенных элементах согласно табл. 2.10.

Опытные данные режима резонанса

параллельного контура; U=60 В Таблица 2.10

Включенные элементы	I			IR9		IC1		IL2
	дел.	А/дел.	А	дел.	А	дел.	А	дел.	А
R9, C1, L2 поочередно
C1 и L2				−	−
R9 и L2						−	−
R9 , C1 и L2