Методические указания и рекомендации

1. Следует иметь в виду, что резонансная частота параллельного контура, собранного из тех же элементов, что и последовательный контур, теоретически не совпадает с резонансной частотой последовательного. Действительно, условие резонанса для последовательного контура

,

отсюда – известное выражение .

Условие фазового резонанса для параллельного контура

,

откуда резонансная частота параллельного контура

.

2. Значение емкости определяется по результатам проведенных измерений, а затем сравнивается с ее величиной, указанной на панели «Магазин С».

Программа домашней подготовки к выполнению работы

1. По конспекту лекций и учебным пособиям проработать тему «Резонанс в электрических цепях» [2, §§ 2.7, 2.10, 4; § 3.25, 3.26, 3.27, 3.28].

2. Заготовить бланк протокола к работе. Построить качественно векторные диаграммы для режимов резонанса напряжений и токов.

З. В заготовке протокола к работе привести контрольные вопросы и ответы на них.

Контрольные вопросы

1. Что называется резонансом напряжений?

2. Что называется резонансом токов?

3. Дать математическое выражение условий фазового резонанса напряжений и токов.

4. Почему в цепи, собранной по схеме, приведенной на рис. 5.1, нельзя измерить непосредственно напряжение на конденсаторе и на катушке, если один зажим генератора и один зажим вольтметра заземлены?

Рис. 5.3

5. При каких значениях (больших или малых) сопротивления генератора целесообразно применять параллельный контур, а при каких – последовательный?

6. Как вычислить параметры катушки R_к и L_к в схеме, приведенной на рис. 5.1, если известны величины С₀, ₀, U_С и U_вх при резонансе?

7. Для цепи, показанной на рис. 5.3, записать условие резонанса напряжений и резонанса токов.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Исследование линейных электрических цепей с индуктивно связанными катушками

Цели работы: 1. Экспериментально определить одноименные зажимы двух индуктивно связанных катушек, их параметры и коэффициент связи между ними.

2. Изучить влияние индуктивной связи на эквивалентные параметры неразветвленной цепи при согласном и встречном включении катушек.

Объект и средства исследования

Рис. 6.1

Источником гармонического напряжения служит генератор синусоидальных сигналов. В качестве индуктивно связанных катушек используют первичную и вторичную обмотки трансформатора Тр1^* (рис. 6.1) на панели «Элементы цепи». «Магазин С» позволяет «набирать» нужное значение емкости (в микрофарадах). Для измерения напряжений используют электронный вольтметр либо двухлучевой электронный осциллограф. Схему собирают на универсальной панели.

Рабочее задание

1. Измерить резонансным методом значения параметров элементов последовательной схемы замещения катушек (рис. 6.2).

2. Измерить резонансным методом значения параметров элементов схемы замещения индуктивно связанных катушек (рис. 6.3).

3. Определить одноименные зажимы двух индуктивно связанных катушек.

4. Найти значения взаимных индуктивностей связанных катушек.

Порядок выполнения работы

1. Включить генератор синусоидальных сигналов, электронный вольтметр и двухлучевой осциллограф для прогрева.

2. Собрать цепь по схеме, приведенной на рис. 6.2, а. На этой схеме R₁₁ и L₁₁ – активное сопротивление и индуктивность первой катушки. Значение емкости магазина конденсаторов выбрать в пределах 0.5...1 мкФ; значение R магазина сопротивлений установить в диапазоне 1...10 Ом.

а	б
Рис. 6.2

3. Установить напряжение генератора U_г = 5 В и в дальнейших опытах поддерживать его неизменным. Изменяя частоту генератора, настроить цепь в резонанс по максимальному напряжению на сопротивлении (по максимуму его тока), после чего вновь выставить напряжение U_г = 5 В. Заполнить первую строку табл. 6.1.

4. Заменить первую катушку второй и повторить предыдущий опыт. Заполнить вторую строку табл. 6.1.

5. По результатам этих опытов рассчитать значения параметров элементов R₁₁, L₁₁ и R₂₂, L₂₂ схем замещения первой и второй катушек. Результаты расчетов занести в табл. 6.1 (i = 1, 2).

Т а б л и ц а 6.1