255(анализ цепей электронного тока)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Х!! 5

РЕЗОНАНСЫ НАПРЯЖЕНИЙ И ТОКОВ

В ЦЕПЯХ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

Цель работы: приобретение навыков анализа элеь:трических цепей с

последовательным и параллельным соединением емкостных и

индуктивных элементов в цепях синусоидального тока. выявление условий резонанса напряжений и токов.

РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

1.Изучить теоретический .•,атеР"QЛ и уяснить ItOCmal108KY задачи.

1.1Повторить лекционный материал по разделу "Резонанс в цепях

СИНУСОИдального тока".

1.2 Изучить этот материал по рекомендованной литературе.

2. Исследовать условия возникновеllия резонанса 1Iаnря:нсе1lUЙ в электрической цепи с последовательно соединенныifии катушкой индуктивности и батареей конденсаторов.

2.1Начертить принципиальную схему электрической uепи с последовательно соединенными катушкой индуктивности 1\

конденсаroром, приборами, необходимыми для исследования.

2.2Заготовить таблицу 5.1 для внесения результатов измерений и

вычислений.

Табf1Ица 5 1

11

www.mitht.ru/e-library

2.3 Сформулировать условие резонанса напряжений и указать основные

соотношения между параметрами: индуктивным сопротивлением

катушки и емкостным сопротивлением конденсатора; оценить угол

сдвига фаз напряжения и тока <р, cos<p и значение тока в режиме

резонанса.

2.4 Собрать электрическую цепь для проведения эксперимента в

соответствии со схемой рис.5.1.

с

Рис.5.\

2.5 Установить напряжение источника питания 20 В , частоту 50 Гц и нулевую начальную фазу. Задать но =0.\ Ом; индуктивность катушки L"

,с \00 мГн, активное сопротивление катушки R" ::: 1О ОМ.

Для переменного конденсатора в диалоговом окне свойств, необходимо задать:

•максимальное значение величины С=200 мкФ;

• начальное значение (setting) 20%;

• шаг изменения величины (increment) \0%;

•ключ-клавишу (key) (буквы от А до Z (латинские); цифры от О до 9; Enter). Значение параметра будет в дальнейшем изменяться

нажатием выбранной клавиши:

для уменьшения параметра нажимается клавиша - ключ,

для увеличения - нажимаются одновременно «sbift» и ключ.

Измерительные приборы (амперметр и вольтметры) переключить в

режим измерения переменного тока Ас.

2.6 ВКЛЮЧИТЬ цепь, нажав клавишу «1» в правом верхнем углу монитора. После появления показаний приборов выключить цепь, нажав эту же

клавишу, (положение «О»).

Записать измеренные по показаниям приборов значения в табл. 5.1.

2.7Изменяя емкость конденсатора ( нажимаются одновременно «shift» и ключ) через 20 MK~ повторить 11. 2.6.

12

www.mitht.ru/e-library

2.8По результатам измерений (та6л.5.1 J вычислить 'р, cos<p КОМПJlексное

сопротивление '!::), активную и реактивную мощности цепи.

2.9Определить режим, при котором в цепи имеет место резонанс

напряжений. и записать в строку С = СР<-") таблицы 5.1.

2.10Построить зависимости I(С), coscp(C), UKA.-(C), Uc(C) на ОДНО\I

графике, указывая масштабы для каждой из величин.

2.11. Построить векторные диаграммы тока и напряжений ДЛЯ трех

режимов: до резонанса, в режиме резонанса и после резонанса.

3. Исследовать условия возltllКllовеllUЯреЗОllаuса токов в электрической цепи сuнусоида:1ьного тока с lIара:иелыt.1I соединение... катушки иuдукmuвности и конденсатора

3.1. Начертить принципиальную схему электрической цепи с параллельно соединенными катушкой индуктивности и конденсатором с

необходимыми измерительными приборами.

3.2. Сформулировать УСЛОВИЯ резонанса токов и указать основные

соотношения между параметрами: индуктивной проводимостью катушки индуктивности и емкостной проводимостью конденсатора.

3.3. Заготовить таблицу 5.2 Д11Я записи результатов измерений и

вычислений.

Таблица 5.2

180

200

сп.,

13

www.mitht.ru/e-library

3.4 Собрать электрическую цепь в соответствии со схемой рис.5.2.

r ---.......-tДJ-------.....----.

-Фj

с

РИС.5.2

Измерительные приборы (амперметры и вольтметр) переключить в

режим измерения переменного тока (АС).

3.5 Включить цепь, нажав клавишу «1» в правом верхнем углу монитора. После появления показаний приборов выключить цепь, нажав эту же

клавишу, (положение «О»).

Записать измеренные значения по показаниям приборов в табл. 5.2.

3.6 Изменяя емкость конденсатора ( нажимаются одновременно «shift» и ключ) через 20 мкФ повторить п.З.5.

З.7 По результатам измерений (табл.5.2) вычислить <р, cos<p комплексную

проводимость хэ ,активную и реактивную мощности цепи.

3.8 Определить режим, при котором в цепи имеет место резонанс токов, и

записать в строку С = Срез таблицы 5.2.

3.9Построить зависимости I(Q, IКAT(C), Ic(C), U(C) и cos<p (С) на одном

графике, указывая масштабы для каждой из величин.

3.10. Построить векторные диаграммы токов и напряжения для трех

режимов: до резонанса, в режиме резонанса и после резонанса.

Вопросы для подготовки к лабораторной работе

1. В какой электрической цепи может возникнуть резонанс напряжений? 2. Каковы соотношения между реактивными индуктивным и емкостным сопротивлениями в режиме резонанса напряжений?

3. Какой ток протекает в электрической цепи в режиме резонанса

14

www.mitht.ru/e-library

нanр.жениЙ?

4.Какой вид имеет 8е1СТОРНМ ДИ~ 8 режиме резонанса напряжений?

5.В какой электрической цепи может возникнyrь резонанс ТОКОВ?

6.Можно ли достичь режима резонанса напряжений изменением

СОпро1'ИвлеИИJI резистора?

7.КакОВЫ сoomошеиия между емкостной и Иидух1'ИВНОЙ ПРОВОДИМОСТJIМИ

В режиме резонаНса токов?

8.Какой вид имеет 8еКТОРНМ диаграмма 8 режиме резонанса токов?

ЛИТЕРАТУРА

1. В.Ф~КошtЩЬНИIC, Р.М.Закалюrcии, В.аМаксимов. Виртуа."IЬRU

ан8ЛоrOвu электротехника. М: МИТХТ 2004г. .

'2. Электротехника и электронИJC8. Книга 1. ЭлектричесICИе и мamитиые

цeim I под редакцией вх. Герасимова. М: Э~еproaroмиздат, 1996.

3.СправочНое пОсобие по основам электротехнnи и электроники I под

редaiщией А-В. Нету.шила. М: ВыCПJaJJ ШJCOла, 1995.

4.М.8.Немцов. Электротехника и элeктpotllDta. М.: Изда1'е11ьство МЭи.

2003г.

5.П.В.ЕрмуратсICВЙ, г.п.лwчкина. Ав81lliЗ цепей СЩIYсоидальноro

тока. М.: МИТХТ,2002г.

15

www.mitht.ru/e-library

Издание учебное

Ермуратский Петр Васильевич Лычкина Гадина Прохоровна

АНАЛИЗ ЦЕПВЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ЭЛЕКТРОННОЙ ЛАБОРАТОРИИ ELECТRONICS WORКВENCH(EWB)

Учебно-методическое пособие

Подписано впечать~y..()J.Формат6Ох84/16/

Бумага ПИСЧIUI. Omечатано

на ризографе. Уч.-изД. л. 1,0 Тираж 200

ЗаказН!!Н!! У()I2006.

МОСКОВС!СIUI rocударствеинlUI акадСЮIЯ

тонкой химической технологии им. М.В. Ломоиосова

Издательско-полиtpaфическнй цетр.

117571 Москва, пр. Вернадского 86

16

www.mitht.ru/e-library