Задания

1.Определить размещение приборов и дополнительного оборудования на столе.

2.Ознакомиться с приборами и оборудованием, предназначенными для выполнения лабораторной работы, записать их технические данные.

3.Собрать электрическую схему цепи (рисунок 2.4).

4.Определить цену деления приборов, исходя из установленных пределов измерения.

2. 5.Предъявить собранную схему для проверки преподавателю.

3. 6.Включить автомат переменного тока.

7.Снять показания приборов – амперметра, вольтметра и ваттметра при пяти значениях емкости: C₁ = 120 мкФ; С₂ = 100 мкФ; С₃ ≈ 80÷85 мкФ; С₄ =60 мкФ;

С₅ = 40 мкФ. Переносным вольтметром PV2 измерить падения напряжения на катушках и батареи конденсаторов. Результаты измерений записать в таблицу 11.1.

8.По результатам измерений произвести вычисления параметров цепи по расчетным формулам, приведенным в методических указаниях. Результаты вычислений записать в таблицу 2.1.

9.По измеренным и вычисленным данным построить в одной системе координат резонансные кривые тока, напряжений при изменении емкости, т.е. U_L(C), U_C (C), I (C). В другой системе координат построить зависимости P (C), Q(C), cos  (C).

10.Построить в масштабе векторную диаграмму тока и напряжений для режима резонанса.

2. 11.Составить отчет по результатам работы.

Методические указания

Для цепи, с последовательным соединением индуктивной катушки и конденсатора по измеренным значениям напряжений Uк, Uc, U, тока I и активной мощности P можно определить параметры цепи: активное сопротивление R, индуктивность L, емкость C, а также Q_L, Q_C, Q, S – реактивную и полную мощности.

Расчетные формулы

Емкость батареи конденсаторов, мкФ

, или , (2.3)

где , Ом;

f = 50 Гц.

Активное сопротивление всей цепи, Ом

. (2.4)

(активным сопротивлением конденсаторов пренебрегаем).

Индуктивность катушки, Гн

, (2.5)

где -реактивное сопротивление катушек индуктивности, Ом;

-полное сопротивление катушек индуктивности, Ом.

Реактивное сопротивление цепи, Ом

. (2.6)

Активная и реактивная составляющие напряжения катушек, В

; . (2.7)

Реактивная мощность, вар

Q = Q_L – Q_C, (2.8)

где Q_L = U_LI-реактивная мощность индуктивности;

Q_C = U_CI- реактивная мощность емкости.

Полная мощность цепи, ВА

S = UI. (2.9)

Коэффициент мощности

cos  = . (2.10)

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

-наименование и цель работы;

-схему исследования RLC-цепи (последовательного контура);

-перечень используемого оборудования и приборов;

-таблицу с экспериментальными данными и данными расчетов;

-расчетные формулы;

-резонансные кривые тока, напряжений, т. е. U_L (C), U_C (C), Uа (C), I (C),а

также зависимости P (C), Q (C), cos  (C);

-векторную диаграмму тока и напряжений при резонансе;

-ответы на контрольные вопросы;

-выводы.

Контрольные вопросы

1.Какое явление называют резонансом напряжений, назовите характерные признаки этого явления?

2.Как практически по электроизмерительным приборам можно определить состояние резонанса напряжений?

3.Чему равен коэффициент мощности при резонансе?

4.В чем состоит опасность резонанса напряжений для промышленных электроустановок?

Литература

[5] (с. 286-287).