2021 - ЛАБЫ И МАТЕРИАЛ ПО ПРЕДМЕТУ С ЛЕКЦИЙ / ТОЭ 4 ЛАБА

ФГБОУ ВО

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет

Кафедра ЭлИ

Отчет по

лабораторной работе №4

«Исследование резонанса напряжений»

по дисциплине «Электротехника»

Выполнил студент гр. ИВТ-22х

Проверил доц. каф. ЭлИ

Гусаров А.В.

Уфа-2021

Цель работы: Изучение резонанса напряжений в электрической цепи,

содержащей последовательно соединенную индуктивную катушку и

конденсатор.

Приборы и установки: Micro-Cap 9 (13).

Ход работы:

Дано: L=380 мГн=0,38 Гн; R= 47 Ом; n=2,4; f=50 Гц.

Рисунок 1 – Принципиальная схема исследуемой цепи

Измерим следующие значения при помощи Micro-Cap 9 (13) и запишем полученные значения в Таблица 1.

Таблица 1 - Измеренные величины

№	C, мкФ	L, Гн	Uвх/U10, В	Uк/U13, В	UC/U30, В	I, А	t(u=0), мс	t(i=0), мс
1	0	0,38	50	0	50	0	300	300,000
2	8	0,38	50	23	70	0,180	320	315,510
3	12	0,38	50	42	86	0,340	320	316,020
4	18	0,38	50	86	117	0,660	320	317,194
5	26,6	0,38	50	131	123	1,027	300	300,000
6	30	0,38	50	127	105	0,990	300	300,900
7	35	0,38	50	114	81	0,900	300	301,735
8	40	0,38	50	102	64	0,810	300	302,245
9	45	0,38	50	93	52	0,730	300	302,602
10	50	0,38	50	87	44	0,685	300	302,806
11	60	0,38	50	78	33	0,630	300	303,061
12	100	0,38	50	64	16	0,505	300	303,430

Рассчитаем значения и запишем в Таблица 2.

Используем следующие расчетные формулы:

; ; ;

; ; ;

; ; ;

; ; X_C=U_C/I;

= [ t(i=0) - t(u=0) ] / T * 360ᵒ.

Таблица 2 - Рассчитанные величины

№	ZK, Ом	RK, Ом	XL, Ом	XC, Ом	X, Ом	Z, Ом	S, ВА	P, Вт	Q, ВАр	cos к	, град	URk, В	UL, В
1	-	47,0	-	-	-	-	-	0,00	-	-	-	0,0	-
2	127,7	47,0	118,73	388,8	-270,07	277,7	9	1,522	-8,75	0,368	-80,82	8,46	21,371
3	123,5	47,0	114,2	252,94	-138,74	147	17	5,433	-16,03	0,38	-72	15,98	38,82
4	130,3	47,0	121,52	177,27	-55,75	75,75	33	20,473	-24,28	0,36	-50,51	31,02	80,2
5	127,5	47,0	118,52	119,76	-1,24	48,68	51,35	49,572	-1,3	0,368	0	48,269	121,72
6	128,3	47,0	119,38	106,06	13,32	50,5	49,5	46,06	13,05	0,366	16,2	46,53	118,18
7	126,6	47,0	117,55	90	27,55	55,5	45	38,07	22,31	0,371	31,23	42,3	105,79
8	125,9	47,0	116,79	79	37,79	61,72	40,5	30,83	24,79	0,373	40,41	38,07	94,59
9	127,4	47,0	118,41	71,23	47,18	68,49	36,5	25,04	25,14	0,368	46,83	34,31	86,439
10	127	47,0	117,98	64,23	53,75	72,99	34,25	22,053	25,22	0,37	50,5	32,195	80,816
11	123,8	47,0	114,53	52,38	62,15	79,36	31,5	18,654	24,66	0,379	55,09	29,61	72,153
12	126,7	47,0	117,66	31,68	85,98	99	25,25	11,986	21,92	0,37	61,74	23,73	59,418

Рассчеты по примеру 5-й строки (при резонансе напряжений):

= [ t(i=0) - t(u=0) ] / T * 360ᵒ=

Скриншоты с анализом переходных процессов при трех оптытах:

Рисунок 2 – Анализ переходных процессов при

Рисунок 3 – Анализ переходных процессов при (резонанс напряжения)

_{Рисунок} 4 – Анализ переходных процессов при

По результатам измерений и вычислений построили в масштабе векторные диаграммы напряжений для треx опытов :

Рисунок 5 - Векторная диаграмма напряжений для

Рисунок 6 - Векторная диаграмма напряжений для

Рисунок 7 - Векторная диаграмма напряжений для

По результатам измерений и вычислений построили диаграмму резонансных характеристик последовательного колебательного контура ( Рисунок 8Рисунок 8).

Рисунок 8 - Резонансные характеристики последовательного колебательного контура

Вывод: В ходе данной лабораторной работы было изучено явление резонанса напряжения в электрической цепи, установлены зависимости напряжений на индуктивности и емкости, частоты, разности фаз и силы тока от значения емкости, рассчитаны сопротивления, напряжения, мощности цепи и изображены векторные диаграммы для трех случаев: . Также было установлено, что во время резонанса напряжения на катушке и конденсаторе становятся одинаковыми. В цепи по варианту №12 резонанс происходит при емкости в 26,6 мкФ. При емкости меньше 26,6 мкФ носит активно-емкостной характер цепи. При емкости больше 26,6 мкФ – активно-индуктивный характер цепи.

В опыте №5, при резонансе напряжений, найдены следующие абсолютные и относителные погрешности: