Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Исследование электрических цепей в облачном приложении EasyEDA. Практикум
.pdf
U
i
L
X
C
X
~
b
g
L
ttu
sin141)(
X
С
С
С
С
С
С
U
R
R
R
R
R
R
I
I
I
U
U U
U
I
I
I I
I
I
I
I
I
I
I
I
а)
б)
г)
в)
U
R
L
X
C
X
L
L
C
C
X
X
X
X
U
R
R
А
11) Найти мгновенное значение тока i в неразветвленной части цепи, если
приложенное напряжение
, а сопротивления равны:
XL =10 Ом, XC = 20 Ом.
12) Укажите векторную диаграмму, соответствующую электрической цепи,
изображенной на рисунке. Поясните ответ.
13) Дано:
= 100 В;
=
=
=10 Ом. Определить показание
амперметра.
51
14) Укажите правильное выражение для определения показания ваттметра.
а)
к
IUP
;
б)
cosIUP
;
в)
к
sinIUP
;
г)
кк
cosIUP
.
I
R
I
C
I
а)
CL
III
;
б)
22
CL
III
;
в)
CL
III
;
г)
CL
XX
U
I
.
U
X
R
R
L
к
X
С
С
U
I
I
I
L
X
L
X
*
*
С
С
U
I
I
I
к
X
R
L
к
W
X
C
C
U
R
R
I
I
I
15) Чему равен ток на входе цепи
16) Укажите по какой формуле вычисляется действующее значение токаI в
неразветвленной части цепи.
, если
=8 А,
=6 А?
17) Для схемы, изображенной на рисунке,
начертите в общем виде треугольник
мощностей.
18) Как изменится проводимость резистивного элемента при уменьшении
частоты в два раза?
52
19) Начертите треугольник мощностей для
L
X
C
X
)90(10
0
tSini
)60(100
0
tSinu
X
C
U
X
R
L
к
R
LU
C
электрической цепи, изображенной на рисунке.
20) Как изменится проводимость
емкостного элемента при увеличении частоты в два раза?
21) Для схемы, изображенной на рисунке: R=12
Ом;
=6 Ом;
=18 Ом, величина приложенного
напряжения U=72 В. Определите полную проводимость
цепи
22) В цепи известны ток и напряжение:
В. Определить активную и
реактивную мощности.
23) В цепь синусоидального тока включены три амперметра. Определить
показание амперметра А2 , если амперметры А и
А
показывают соответственно 10 А и 6 А.
1
A,
53
6 Лабораторная работа №5. Исследование резонанса токов
~u
ВХ
R A1 C A2 A3 L Z
L
Цель работы. Исследование явления резонанса токов в разветвленной цепи
синусоидального тока с элементами R, L и C в параллельных ветвях.
6.1 Краткое описание работы. Электрическая схема опыта
В работе исследуется электрический параллельный колебательный контур с
потерями (рисунок 6.1). Контур настраивается в режим резонанса изменением
частоты источника синусоидального напряжения. Точная резонансная частота f0
определяется по минимуму входного тока I1. Эксперименты проводятся при трех
частотах питающего напряжения: f = f0 , f = 0,5f0 , f = 1,5f0. По результатам опытов
рассчитываются параметры пассивных элементов и строятся векторные диаграммы.
Параметры элементов схемы заданы в таблице 6.1 и выбираются по номеру
варианта.
Рисунок 6.1 – Схема опыта
54
6.2 Параметры элементов схемы
Вариант
UmВХ
R
L
С
В
Ом
Гн
мкФ*
1
220
63
1,8
20
2
220
66
2,2
13,3
3
220
69
2,6
10
4
220
72
3
8
5
220
75
3,4
6,7
6
220
78
3,8
5,7
7
220
81
4,2
5
8
220
84
4,6
4,4
9
220
88
5
4
10
220
91
5,4
3,6
11
220
94
5,8
3,3
12
380
97
7,2
3,1
13
380
100
6,6
2,9
14
380
104
7
20
15
380
107
7,4
20
16
380
110
10
11,1
17
380
113
1,5
9,1
18
380
116
2
7,7
19
380
119
2,5
6,7
20
380
122
3
5,9
21
380
125
3,5
5,3
22
380
128
4
4,8
23
380
131
4,5
4,3
24
380
135
5
4
25
380
138
5,5
3,7
26
380
141
6
3,4
27
380
144
6,5
3,2
28
380
147
7
3
29
380
150
1
2,9
30
380
154
1,4
2,7
Таблица 6.1 – Параметры элементов схемы
55
6.3 Рабочее задание
LC
f
2
1
0
1) Соберите в EasyEDA схему параллельного колебательного контура с
потерями (рисунок 6.2). Установите тип мультиметров: для приборов А1, А2, А3 –
амперметр; для прибора UG – вольтметр.
Рисунок 6.2 – Схема опыта в EasyEDA
2) По данным таблицы 6.1 для своего варианта рассчитайте приблизительную
резонансную частоту (по формуле для колебательного контура без потерь,
предположив, что сопротивление R≈0)
ВАЖНО! При расчете частоты индуктивность L должна быть подставлена в
Генри, а емкость C в фарадах (1мкФ = 10
Округлите рассчитанную частоту f
-6
Ф).
до целого значения.
0
3) В настройках источника выберите тип источника «синусоидальный».
Установите на источнике амплитуду напряжения в соответствии с вариантом и
примерное резонансное значение частоты [Гц], рассчитанное выше f ≈ f0.
4) Установите параметры элементов R, L, C в соответствии со своим
56
вариантом. Обратите внимание, что микрофарад в EasyEDA вводятся с
Режимы
работы цепи
Задано
Измерено
f
U
ВХ
R L C
1
I
2
I
3
I
Гц
В
Ом
Гн
мкФ
А А А
f = f
0
(резонанс)
f ≈ 0,5 f0
f ≈ 1,5 f0
символом «u», например 7мкФ – это 7u. Дробные числа вводятся с точкой.
5) Сохраните схему. Включите симуляцию и снимите показания приборов.
Результаты измерений запишите в строку 1 таблицу 6.2.
Для отчета в этом и в последующих опытах сделайте скриншот экрана со
схемой и показаниями приборов или сделайте экспорт схемы.
6) Уменьшите частоту источника примерно в 2 раза f ≈ 0,5 f
эксперимент. Результаты измерений запишите в строку 2 таблицу 6.2.
7) Увеличьте частоту источника примерно в 2 раза f ≈ 2 f
эксперимент. Результаты измерений запишите в строку 3 таблицу 6.2.
Таблица 6.2 – Результаты опытов
. Повторите
0
. Повторите
0
результаты опытов в таблицу 6.2.
результаты опытов в таблицу 6.2.
расчетов в таблицу 6.3.
векторные диаграммы токов и напряжения для каждого опыта.
7) Установите частоту генератора f ≈ 0,5 f0. Повторите измерения и занесите
8) Установите частоту генератора f ≈ 1,5 f
. Повторите измерения и занесите
0
9) Проведите расчеты по данным экспериментов и занесите результаты
10) Используя опытные данные в таблице 6.2, постройте в масштабе
57
Таблица 6.3 – Результаты опытов
Режимы работы
цепи
Вычислено
g
y
L
L
b
C
b
aI1
cos
См
См
См
См А -
f = f
0
(резонанс)
f ≈ 0,5 f0
f ≈ 1,5 f0
CL
bb
U
I
g
01
U
I
y
L
2
2
2
gyb
LL
U
I
b
C
3
gUI
a1
1
1
I
I
cos
a
6.4 Обработка результатов экспериментов
Активная проводимость цепи (определять только из режима резонанса
токов, когда
где , I10 – величина тока при резонансе, таблица 6.2.
Полная проводимость катушки индуктивности
Реактивная индуктивная проводимость катушки
Реактивная емкостная проводимость конденсатора
)
,
.
Активная составляющая тока
Коэффициент мощности
.
.
58
6.5 Содержание отчета
tsinu141
CL
XX
X
X
L
~u
i
C
1) Цель работы.
2) Скриншоты схем электрической цепи в режиме симуляции, на которых
видны параметры элементов в соответствии с вариантом и показания приборов.
3) Таблицы 6.2 и 6.3.
4) Векторные диаграммы, построенные в масштабе.
5) Расчетные формулы.
6) Выводы по работе.
6.6 Контрольные вопросы
1) Что понимают под резонансом в электрических цепях?
2) Запишите условие возникновения резонанса токов в цепи.
3) Изобразите схемы электрических цепей идеального и реального
параллельного колебательного контура.
4) Запишите мгновенное значение тока i в неразветвленной части цепи, если
приложенное напряжение
, а сопротивления равны:
5) Определить частоту ƒ, при которой в цепи с L = 0,1 Гн, C= 25,4мкФ,
R = 5Ом наступит резонанс токов.
=10 Ом.
6) Чему равны полная проводимость и ток в неразветвленной части цепи
идеального параллельного колебательного контура при резонансе?
59
7) Запишите выражение мгновенного значения тока i в неразветвленной части
tsinu141
RXX
CL
f
0
R
L
I
R
I
L
I
C
I
X
X
L
~u
i
C
R
L
~u
C
L
~u
C
R
R
X
X
L
~u
i
C
R
L
L
U
I
I
I
I
C
C
R
R
цепи, если приложенное напряжение
равны
=10 Ом.
изображенной на рисунке: L=0,1 Гн; C=101,4 мкФ;
=50 Гц. Выполняется ли условие резонанса?
, а сопротивления
8) Параметры электрической цепи,
9)
Постройте
векторную
напряжения и
токов для колебательного контура, изображенного на рисунке, при
10) Параметры электрической цепи,
изображенной на рисунке:
=16 мГн; C=25 мкФ. Определите резонансную
частоту.
11) Используя векторную диаграмму,
определите ток
в неразветвленной части цепи,
если токи в ветвях равны:
=12 А.
12) Какую мощность потребляет из сети электрическая цепь с параллельным
=8 А;
диаграмму
.
=16 Ом;
=12 А;
соединением катушки индуктивности и конденсатора в режиме резонанса?
13) Чему равен угол между напряжением U и током I в режиме
резонанса? Поясните ответ.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]