Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
84
Добавлен:
25.03.2016
Размер:
1.82 Mб
Скачать

Лабораторная работа № 4 Резонансные явления в линейных электрических цепях синусоидального тока

  1. Цель работы – экспериментальное исследование частотных характеристик последовательного и параллельного резонансных контуров.

  2. Основные теоретические положения.

2.1 Условием резонанса при последовательном соединении элементов R, L, и С (Рис.11). Является равенство нулю реактивного сопротивления электрической цепи

X=XL-Xc = 0L - = 0 или

0L = , где 0 = 2f0 – резонансная частота.

При постоянных параметрах L и C равенство может быть получено путем изменения частоты . Значение частоты, при котором в цепи наступает резонанс, определяется из соотношения:  = . К частотным характеристикам последовательного резонансного контура относятся зависимости XL(), XC(), R(), Z(), I(), UL(), UC(), () при постоянной величине действующего значения напряжения U источника I.

Важной характеристикой резонансного контура является добротность Q =

где R – активное сопротивление цепи,  = - волновое сопротивление (L – в Генри, С – в Фарадах), Q – добротность.

Таким образом, изменяя величину сопротивления R, можно получить частотные характеристики при различных значениях добротности Q контура.

2.2 Условием резонанса при параллельном соединении элементов L и С является равенство нулю реактивной проводимости: для реальных катушки индуктивности и конденсатора (Рис.12.)

условие резонанса определяется соотношением:

b=bL-bC =

Добротность параллельного резонансного контура: Q =, где =- волновая проводимость,g – активная проводимость цепи.

При параллельном соединении L и C рассматривают частные характеристики проводимостей и токов, при условии, что действующее значение напряжения источника при изменении частоты  поддерживается неизменным.

  1. Описание лабораторной установки.

Экспериментальное исследование частотных характеристик последовательного и параллельного резонансных контуров проводится на универсальном лабораторном стенде, на лицевой панели которого установлены все элементы исследуемой цепи, источник питания и измерительные приборы.

Перечень элементов, измерительных приборов, а также источник напряжения переменной частоты для выполнения экспериментального исследования рекомендуются преподавателем.

  1. Порядок выполнения работы.

4.1. Для заданных индуктивности L и емкости С рассчитать ожидаемую величину резонансной частоты 0.

4

К

10

.2. В электрической цепи, схема которой приведена на рис.13., поддерживая неизменнымUВХ и изменяя частоту, произвести измерения напряжений на всех элементах, тока в цепи (по падению напряжения на резисторе R10). Опыт проводится для различных значений сопротивления R10<, чтобы иметь Q>1.

ВНИМАНИЕ: Падение напряжения на элементах цепи измерять вольтметром, у которого обе клеммы изолированы от корпуса.

Контроль за синусоидальной формой входного напряжения производится с помощью осциллографа. При искаженной кривой следует уменьшить усилие входного напряжения генератора преобразователя.

Результаты измерений и расчетов занести в таблицу по форме 6.

Форма 6.

Измерено

Вычислено

R1

R2

UВХ

f

UR

UL

UC

I

Z

X

φ

Ом

Ом

В

Гц

В

В

В

А

Ом

Ом

4.3. Для схемы, приведенной на рис.14 поддерживая неизменным UВХ и изменяя частоту, произвести измерения тока I.

Опыт производится для значений:

1 случай R1 = R2 = 0

2 случай R1=R2=

Данные измерений заносятся в таблицу по форме 7.

Форма 7 .

Измерено

Вычислено

R1

R2

UВХ

f

UR

I

Z

X

Ом

Ом

В

Гц

В

А

Ом

Ом

  1. Содержание отчета.

5.1. Цель работы.

5.2. Таблицы данных электроизмерительных приборов.

5.3. Схемы исследуемых электрических цепей.

5.4. Таблицы наблюдаемых и вычисляемых величин.

5.5. Основные расчетные формулы.

5.6. Опытные и расчетные кривые частотных характеристик I(); UL(); UC(); Z(); X(); () для одного из значений сопротивления R1.

5.7. Расчетная зависимость По кривой определить добротностьQ для всех значений сопротивления R1.

5.8. Опытные и расчетные кривые расчетных характеристик I(); Z();

X(); ();

5.9. Выводы по пунктам 4.2. и 4.3.

6. Литература:

[1] Гл.6, §§ 6-1; 6-2; 6-3; 6-4; 6-5; 6-7, стр.261-272, 276-279.