О бработка результатов эксперимента
В ходе работы нам предлагалось снять ВАХ катушки со стальным сердечником (дросселя) и линейного конденсатора в диапазоне напряжений 0 – 300 В и токов – 0 – 5 А, плавно изменяя напряжение, а также измерить ВАХ последовательно соединенных дросселя и конденсатора. Результаты измерений приведены в пункте «РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ». По полученным данным требовалось построить графики зависимости напряжения на катушке, конденсаторе и последовательно соединенных катушке и конденсаторе от тока. Также было необходимо построить теоретическую кривую зависимости напряжения на последовательно соединенных конденсаторе и катушке от тока, пользуясь измеренными ВАХ для катушки и конденсатора в отдельности (считая, что потери в сердечнике дросселя и активное сопротивление равны нулю). Для этого требовалось произвести вычитание значений напряжения на конденсаторе из значений напряжения на нелинейной индуктивности при одном и том же значении тока; взять модуль полученного значения и отложить его на графике. Все графики построить в одной системе координат.
Результаты вычислений приведены в таблице:
-
I, А
0
1
1,25
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
UL, В
0
85
103
112
121,7
128
132
135
137
139
141
UC, В
0
51
64
76
102
127
152
178
203
229
254
U, В
0
34
39
36
19,7
1
20
43
66
90
113
Пользуясь этими данными, нами были построены графики искомых величин (см. диаграмму в начале пункта). Теоретическая кривая выполнена пунктирной линией.
Также необходимо построить векторные диаграммы до и после скачка тока. На них видно, что ток до скачка отставал от напряжения на 90o, а после скачка стал опережать его на 90o, таким образом сдвиг фазы тока составил 180o.
ВЫВОД
В ходе выполнения данной лабораторной работы нами была исследована нелинейная электрическая цепь, состоящая из последовательно соединенных катушки со стальным сердечником и линейного конденсатора, на вход которой подавалось переменное напряжение с промышленной частотой 50 Гц, плавно изменяемое при помощи лабораторного автотрансформатора. Согласно теории, данная цепь имеет N-образную вольт-амперную характеристику, вследствие чего в ней возникает явление, называемое феррорезонансом напряжений. Основное следствие этого явления – триггерный эффект, или скачкообразное изменение тока в цепи при незначительном изменении напряжения на ее входе. На опыте мы наблюдали триггерный эффект в исследуемой цепи и определили токи и напряжения до и после скачка тока как при возрастании напряжения, так и при его убывании. Также нами были измерены ВАХ нелинейной индуктивности и линейной емкости. На основании полученных данных мы построили экспериментальную и теоретическую кривые U = f(I) и сопоставили их.
Мы выяснили, что увеличение емкости конденсатора вызывает увеличение напряжений, при которых наблюдается триггерный эффект, и увеличение скачков тока. Также мы выяснили, что фаза тока при достижении феррорезонанса сдвигается на 180o (опрокидывание фазы).
На опыте мы убедились в существовании триггерного эффекта в нелинейной электрической цепи, образованной последовательно соединенными индуктивностью и емкостью, и измерили его основные параметры.
На основании этого можно сделать вывод, что цель работы нами была достигнута полностью.