Elektrotekhnika

Цель работы:

1.Исследовать электрическое состояние разветвленной цепи синусоидального тока при различных параметрах цепи.

2. Экспериментально проверить условие, при котором наблюдается резонанс токов. Определить добротность.

3. Вычислить коэффициент мощности. При различных параметрах цепи определить активную, полную и реактивную мощности.

4.Построить по опытным данным векторные диаграммы напряжения и токов при различных режимах цепи: до резонанса, при резонансе и после резонанса.

Лабораторная установка:

Экспериментальное исследование линейной разветвленной электрической цепи синусоидального тока выполняют на установке, схема которой приведена на рис.1. Цепь состоит из параллельно соединенных индуктивной катушки и конденсаторной батареи переменной емкости. Питание установки осуществляется от сети переменного тока 0 – А через двухполюсный выключатель В и регулирующий трансформатор ЛАТР, которым поддерживают на зажимах приемников заданную величину напряженияU, измеряемую вольтметром V. Ваттметр W измеряет активную мощность в цепи, а амперметры А_, А₁, А₂ – токи I, I₁,I₂ соответственно в неразветвленной части цепи и в отдельных ветвях.

Ход работы:

Собираем цепь, изображенную на рисунке, устанавливаем величину напряжения, равную 90 В. Изменяя емкость батареи конденсаторов, добиваемся резонанса в цепи: ток в неразветвленной части достигает минимального значения, активная мощность P=UI. Фиксируем резонансную емкость.

Производим опыты, изменяя емкость от ) до С_р. Данные записываем в табл.1

Данные наблюдений								Результаты вычислений
№	С,мкФ	U,В	I,A	Ic,A	Ik,A	P,Вт	S, BA		Q,BAp	cos	y	qk	bk	bc	Xc	q
1	40	90	0,44	0,58	0,54	30	39,6		26	0,37	0,01	3,46	0,011	0	∞	4,8
2	30	90	0,21	0,44	0,54	30	18,9		31	0,75	0,006	3,46	0,011	0,006	155,2	4,8
3	20	90	0,29	0,28	0,54	30	26,1		0	1	0,004	3,46	0,011	0,009	102,3	4,8
4	40	90	0,22	0,58	0,54	30	19,8		0	1	0,003	3,46	0,011	0,01	95,7	4,8
5	60	90	0,45	0,91	0,54	30	40,5		0	1	0	3,46	0,011	0,011	88,2	4,8
6	50	90	0,32	0,75	0,54	30	28,8		8,4	0,97	0,003	3,46	0,011	0,012	83,3	4,8

Табл.1

Результаты вычислений заносим в табл.1,2. Учитывая, что параметры катушки индуктивности не изменялись, вычисления проводим один раз. При резонансе определяем добротность цепи.

Рассчетные формулы:

S=UI, Q=(S²-P²)^1/2, cos=P/UI, y=(g_k²+(b_k-b_c)²)^1/2, b_k=X_k/Z_k², b_c=I_c/U, X_c=U/I_c

q=₀L_k/R_k, Z_k=U/I_k, R_k=P/I_k², X_k=(Z_k²-R_k²)^1/2, L_k=X_k/2f, g_k=R_k/Z_k²

C=Cp, мкФ	Результаты вычислений
	Zk, Ом	Rk, Ом	Xk, Ом	cosk	Lk, Гн	gk, См
35	85,7	23,8	82,33	0,4	0,26	0,003

Табл.2

По данным табл.1, строим графики зависимости токов от емкости, cos=f(C), =f(C).

Вывод:

В ходе проделанной лабораторной работы мы исследовали электрическое состояние разветвленной цепи синусоидального тока при оразличных параметрах цепи. Экспериментально проверили условие, при котором наблюдается резонанс токов. Определили добротность цепи, вычислили коэффициент мощности. По опытным данным построили векторные диаграммы напряжения и токов.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени М.Т. Калашникова

Лабораторная работа №5

Исследование резонансных явлений в разветвленной

электрической цепи синусоидального тока

	Выполнил: Студенты гр. Б3-091-1 Аверкиев А. Э. Федосеев Д. Р.
	Проверил: Штин А. А. .

.

Ижевск 2013.