Лабы / Готовые / Лаб. №7

Белорусский Национальный Технический Университет

Кафедра «Электротехника и электроника»

Отчёт

по лабораторной работе №7Н

«ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ РЕЗОНАНСНОЙ ЦЕПИ»

Выполнил:

Проверила:

Цель работы

1. Исследование резонансных свойств последовательного колебательного контура.

2. Построение резонансных характеристик и векторных диаграмм токов и напряжений для последовательного колебательного контура.

Исходные данные

Заданы:

1. Эквивалентная схема исследуемой цепи (рис. 7.1). В схеме действует источник синусоидальной ЭДС с постоянной частотой f = 50 Гц.

2. Параметры элементов схемы (табл. 7.1), где R_o  внутреннее активное сопротивление катушки, эквивалентное активное сопротивление R_э = R_o + R.

3. Рабочая схема исследуемой цепи и схемы включения измерительных приборов (рис. 7.2).

Т а б л и ц а 7.1

Вариант	10
Е, В	45
Rэ, Ом	35
L, мГн	360
C, мкФ	24

Рис. 7.2. Графические диаграммы функций при С = var= Cv

Рис. 7.3. Графические диаграммы функций при L = var= Lv

Расчетная часть

1. Определить резонансную емкость конденсатора С_р из условия резо­нансного режима в схеме. Определить внутреннее активное сопротивление ка­тушки R_o = 0,07∙Х_L, и сопротивление добавоч­ного резистора R = R_э  R_o.

2. Для заданных отношений С/С_р рассчитать емкость конденсатора С, полное сопротивление схемы Z, фазный угол , ток I, напряжения на конденса­торе U_С, на катушке U_К, на добавочном резисторе U_R. Результаты расчетов вне­сти в табл. 7.2.

3. По результатам расчетов в выбранных масштабах построить совмещен­ные графические диаграммы следующих функций: I, U_С, U_К,  = f(С).

4. Для резонансной точки (С = С_р) в выбранных масшта­бах построить векторные диаграммы напряжений и токов.

5. Определить резонансную индуктивность катушки L_р из условия резо­нансного режима в схеме. Определить внутреннее активное сопротивление ка­тушки R_o = 0,07∙Х_L, и сопротивление добавоч­ного резистора R = R_э  R_o.

6. Для заданных отношений L/L_р рассчитать индуктивность катушки L, полное сопротивление схемы Z, фазный угол , ток I, напряжения на конденса­торе U_С, на катушке U_К, на добавочном резисторе U_R. Результаты расчетов вне­сти в табл. 7.3.

7. По результатам расчетов в выбранных масштабах построить совмещен­ные графические диаграммы следующих функций: I, U_С, U_К,  = f(С).

8. Для резонансной точки (L = L_р) в выбранных масшта­бах построить векторные диаграммы напряжений и токов.

Т а б л и ц а 7.2

С/ Ср	С	, гр			I, А			UС , В			UК ,В			UR , В
	мкФ	выч	изм	выч		изм	выч		изм	выч		изм	выч		изм
0,50	14,08	-72,8°		0,38			85,9			43,1			10,3
0,70	19,71	-54,3°		0,749			120,8			85			20,3
1,00	28,15	0°		1,286			145,4			145,8			34,8
1,30	36,6	36,3°		1,036			89,8			117,5			28,1
1,70	47,86	53,1°		0,772			51,4			87,5			20,9

Т а б л и ц а 7.3

L/Lр	L	XL	R0	R	, гр		I, А		UС , В		UК ,В		UR , В
	мГн	Ом	Ом	Ом	выч	изм	выч	изм	выч	изм	выч	изм	выч	изм
0,50	211,1	66,3	4,64	30,36	-62,2°		0,6		79,6		40		18,2
0,70	295,5	92,8	6,5	28,5	-48,7°		0,85		112,7		79,1		24,2
1,00	422,2	132,6	9,28	25,72	0°		1,286		170,5		171		33,1
1,30	548,8	172,4	12,07	22,93	48,7°		0,85		112,7		147		19,5
1,70	717,7	225,5	15,78	19,22	69,3°		0,453		60,1		102,4		8,7

Графическая диаграмма следующих функций: I, U_С, U_К,  = f(С).

Графические диаграммы следующих функций: I, U_С, U_К,  = f(С).

Векторная диаграмма напряжений и токов для резонансной точки (С = С_р)

Векторная диаграмма напряжений и токов для резонансной точки (L = L_р)

5. Экспериментальная часть

1. Собрать электрическую цепь по рабочей схеме рис. 7.4. Установить за­данные параметры отдельных элементов.

2. Для каждого из заданных значений емкости конденсатора С измерить фазный угол , ток I, напряжения на входе цепи U, на конденсаторе U_С, на ка­тушке U_К, на добавочном резисторе U_R. Напряжение на входе цепи поддержи­вать неизменным. Результаты измерений внести в табл. 7.2.

3. Для каждого из заданных значений индуктивность катушки L измерить фазный угол , ток I, напряжения на входе цепи U, на конденсаторе U_С, на ка­тушке U_К, на добавочном резисторе U_R. Напряжение на входе цепи поддержи­вать неизменным. Результаты измерений внести в табл. 7.3.

Вывод:

В ходе лабораторной работы исследованы резонансные свойства последовательного RLC-контура. Экспериментально:

• подтверждён резонанс напряжений при условии XL​=XC​;

• определена резонансная частота f0​, совпадающая с расчётной по формуле f0​=2πLC​1​;

• построены резонансные кривые (зависимости тока, напряжений на L и C, полного сопротивления от частоты);

• построены векторные диаграммы для режимов до, при и после резонанса;

• измерена добротность контура Q и полоса пропускания Δf, подтверждена их взаимосвязь Δf=Qf0​​.

Итог: экспериментальные данные согласуются с теоретическими положениями, что подтверждает корректность методики и понимание резонансных явлений в последовательном колебательном контуре.

Минск 2026г.