Контрольні запитання та завдання

1. Що називається резонансом напруг?

2. За яких умов виникає цей резонанс?

3. При якому з'єднанні елементів електричного кола можливе виникнення резонансу напруг?

4. Як визначається резонансна частота електричного кола за відомими його індуктивністю та ємністю?

5. Чи збігається за фазою струм з напругою мережі при резонансі напруг?

6. Як зміниться коефіцієнт потужності, якщо конденсатор у колі змінного струму закоротити перемичкою?

7. Як зміняться покази амперметра, якщо при зміні індуктивності в схемі електроустановки виникає резонанс напруг?

8. Якими будуть покази вольтметра при резонансі напруг у колі змінного струму?

9. Яку небезпеку може створити резонанс напруг у колі змінного струму?

10. Де застосовується резонанс напруг?

Схема 1

Лабораторна робота № 9 тема: Дослідження електричного кола змінного струму з паралельним з'єднанням активного, індуктивного та ємнісного опорів

Мета роботи - дослідити явище резонансу струмів і умови його виникнення в розгалуженому колі змінного струму, що складається з паралельно з'єднаних активного опору, індуктивної котушки та конденсатора.

Теоретичні відомості

Розглянемо електричне коло, що складається з паралельно з'єднаних індуктивної котушки L, яка має активний опір R, а також індуктивність L, та конденсатора С (рис.1, а). Діюче значення струму, що проходить через котушку, визначається виразом:

Увітці з конденсатором струм випереджає прикладену напругу на кут 90°; при цьому:

При векторна діаграма кола має вигляд, показаний на рис. (1, б).

Для визначення сили струму до розгалуження кола розглянемо векторну діагра му, зображену на рис. (1, б)

Рис.1

Звідки випливає, що загальний струм I_заг є геометричною сумою струмів I_L та І_С , тобто:

Підбором параметрів L, С, R кола або частоти f живильної напруги можна досягти того, що

При цьому струм I_заг у колі збігатиметься за фазою з напругою U_заг. Таке явище називається резонансом струмів.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з лабораторною установкою.

2. Скласти електричну схему згідно з схемою 1 для дослідження кола змінного струму з паралельним з'єднанням активного, індуктивного та ємнісного опорів.

3. Напругу U_заг джерела живлення встановити в межах 50...100 В і в процесі виконання роботи підтримувати сталою.

4. Подати живлення на схему, ввімкнувши тумблер, установлений на планшеті.

5. Слідкуючи за струмами на ділянках кола (стальне осердя котушки нерухоме), виміряти значення їх при ємності конденсатора С = 20 мкФ. Експериментальні дані занести в табл.1

Таблиця 1

№ досліду

С мкФ

Експериментальні дані

Результати обчислень

Uзаг В

Iзаг А

IС Ом

IL Ом

P Вт

R Ом

XL Ом

XC Ом

Z Ом

COS (φ)

Q Вар

S В.А

20

30

40

50

60

6. Повторити спостереження для чотирьох - п'яти інших значень ємності конденсатора.

7. За здобутими даними розрахувати значення R,X_L, Х_С Z, cos (φ), Q, S і результати обчислень занести в табл.1.

8. За даними спостережень і результатами обчислень побудувати векторну діаграму струмів і напруги при резонансі струмів.

9. Скласти звіт.