3. Указания к выполнению лабораторной работы с помощью компьютерной программы Multisim 2001 (Electronic WorkBench 6_20)

• Запустите программу Multisim 2001.

Откройте сохраненный файл - Лаб._работа№3.msm

Перед вами появится модель лабораторной установки (рис.1.5), включающей в себя регулируемый резистор R=0-22 Ом, конденсатор с постоянной емкостью С=10 мкФ и индуктивную катушку с регулируемым зазором (R_k=8 Ом, L_k=500-1200 мГн). Питание сети осуществляется от сети однофазного тока с действующим значением питающего напряжения U=14 В.

Рис.1.5. Схема виртуального исследования последовательной цепи R,L,C

• Включите цепь клавишей .

• Настроите цепь на резонанс путем изменения индуктивности дросселя, наблюдая на экране осциллографа совмещение осциллограмм входного напряжения и тока в цепи.

Увеличение индуктивности дросселя производится нажатием клавиши А, а уменьшение – SHIFT+A .

• Снять осциллограмму тока i и напряжения u в резонансном режиме.

• Измерить действующие значения входного напряжения U, тока в цепи I, напряжение на индуктивной катушке U_к и на конденсаторе U_с, активную мощность, потребляемую в цепи Р.

• Расстроить резонансный режим один раз уменьшив, а другой раз увеличив индуктивность дросселя. Снять осциллограммы и повторить все измерения.

Контрольные вопросы

1. Что такое емкостное и индуктивное сопротивления цепи? От чего они зависят?

2. Почему при последовательном соединении катушки индуктивности и конденсатора напряжения на них могут оказаться больше входного напряжения?

3. Что такое резонанс напряжений?

4. Изменением каких параметров цепи можно получить режим резонанса напряжений?

5. С помощью каких приборов можно определить резонансный режим?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Исследование линейной цепи синусоидального тока при параллельном

соединении активно-индуктивного приемника и батарей конденсаторов.

Цель работы: Экспериментально исследовать условия возникновения резонанса токов и возможности его применения для повышения коэффициента мощности электрических установок; определить параметры цепи по результатам измерений в различных режимах; проанализировать режим резонансов токов.

В результате выполнения работы студент должен: знать:

• каковы условия возникновения резонанса токов и его характеристики

• как влияет изменение емкости конденсатора на токи напряжения и мощности в смешенной цепи R,L,C

• каким образом, используя свойства этого режима, улучшают коэффициент мощности электроустановок

уметь:

• пользоваться измерительными электромеханическими приборами, мультиметром и осциллографом

• выполнить расчет смешенной цепи R,L,C и построить векторную диаграмму.

1. Программа работы

1.1 Ознакомиться со схемой установки (рис.2.1) и измерительными приборами. Записать данные приборов и их типы.

Рис. 2.1. Принципиальная схема исследуемой цепи

1.2 В цепи (рис.2.1) :

• отключить батарею конденсаторов;

• подключить осциллограф для снятия осциллограмм входного напряжения и тока. На вход Х осциллографа подать напряжение с шунта R_ш, а на вход Y – входное напряжение;

• включить цепь тумблером F;

• снять осциллограмму тока i и напряжения u_вх; измерить действующие значения напряжения U_вх, тока в цепи I (показания амперметров А и А₁ будут одинаковы) и активную мощность P, потребляемую в цепи.

Рассчитать cos φ и фазовый угол сдвига между током и напряжением. Данные опытов и расчетов внести в табл. 2.1.

2.3. Подключить батарею конденсаторов. Увеличивая емкость батареи (дискретно с интервалом 0,5мкФ) с помощью тумблеров F₂-F₇, настроить цепь в резонанс, наблюдая на экране осциллографа совмещение осциллограмм входного напряжения u_вх и тока i. Снять осциллограмму тока и напряжения в резонансном режиме. Измерить действующее значение напряжения U и токов I, I₁, I₂, а также активную мощность потребляемую в цепи. Рассчитать коэффициент мощности. Данные опытов и расчетов внести в таблицу 2.1.

2.4. Расстроить резонансный режим двумя способами - один раз уменьшив ёмкость батареи конденсаторов, а другой раз увеличив её. Снять осциллограммы и повторить все измерения и расчеты п.2.3, для этих режимов. Данные опытов занести в таблицу 2.1. п.3,4.

2.5. Рассчитать фазовый угол сдвига φ на входе цепи для всех трех режимов (φ>0; φ=0; φ<0). Построить векторные диаграммы токов и напряжений.

2.6.Исследовать последовательную цепь RLC с помощью компьютерного редактора Е.W.B.

Данные опытов и расчетов Таблица2.1

№ пп.	U, В	f, Гц	C, мкФ	P, Вт	I, А	I1, A	I2, A	сos φ	φ, град
	Результаты расчетов
1
2
3
4