Дослідження резонансу струмів
-
Теоретичні відомості.
При паралельному вмиканні котушки індуктивності та конденсатора до джерела змінної напруги можна досягти резонансу струмів за умови bL=bC або
Якщо активними опорами котушки та конденсатора нехтувати r1=r2=0
;
.
Рівність реактивних провідностей може досягатися зміною ємності, індуктивності або частоти. В даній лабораторній роботі резонанс досягається зміною ємності.
Діюче значення струму в колі визначається за виразом
,
де U – напруги на затискачах кола,
g – активна провідність кола,
bL, bC – індуктивна та ємнісна провідності кола.
При наближенні ємності до резонансної величини струм ємнісної вітки зростає і стає рівним струму котушки. Загальний струм кола зменшується і при резонансі буде мінімальним, так як реактивна провідність кола в цьому випадку дорівнює нулю. Сила струму при резонансі дорівнює:
При подальшому зростанні ємності загальний струм та струм в ємнісній вітці зростають.
Характерною особливістю кола з паралельним з’єднанням котушки і конденсатора є те, що струми в реактивних вітках можуть перевищувати струм в нерозгалуженій частині кола.
При bL>bC, IL>IC коло буде мати індуктивний характер, при bL<bC, IL<IC – ємнісний. На малюнку 13.1. зображена векторна діаграма у випадку IL<IC.
Рис.13.1.
На малюнку 13.2. приведені резонансні криві.
Рис.13.2.
Кут
зсуву фаз в момент резонансу дорівнює
нулю, а коефіцієнт потужності
2. Електрична схема досліду, електрообладнання та вимірювальні прилади.
Рис. 13.3. Електрична схема для дослідження резонансу струмів.
А; АL; АC – амперметри на 0,25 - 0,5 - 1 А;
U – вольтметр на 60 В;
C – магазин ємностей;
L – котушка однофазного трансформатора на 220 В (клеми 2 – 3), осердя не замкнуте.
3. Порядок виконання роботи.
1. Ознайомитися з типами електровимірювальних приладів та порядком їх вмикання в електричне коло.
2. Зібрати електричну схему досліду та пред’явити її для перевірки викладачу чи лаборанту.
3. Ввімкнути коло і змінюючи ємність конденсаторної батареї від 8 до 32 мкФ через кожні 2 мкФ записати покази вимірювальних приладів в таблицю 13.1.
Таблиця 13.1.
|
№ досліду |
Виміряти |
Вирахувати |
||||||||||||||||||
|
С, мкф |
U, В |
I, А |
I, А |
IC, А |
L, Гн |
Z1, Ом |
XL, Ом |
bL, Сим |
Z2, Ом |
XC, Ом |
bс, Сим |
b, Сим |
y, Сим |
g, Сим |
cos |
, град |
P, Вт |
Q, Вар |
S, ВА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|