Работа № 3 исследование цепи переменного тока при последовательном соединении активных и реактивных сопротивлений.

1.Цель работы

Целью работы является экспериментальное изучение влияния изменения одного из параметров электрической цепи на величины тока, мощностей и напряжений. Исследование явления резонанса напряжений.

2.Подготовка работы

2.1. Начертить схему замещения цепи с последовательным соединением индуктивной катушки и батареи конденсаторов. Указать на схеме условно положительные направления тока и напряжений на участках цепи.

2.2. Построить примерную векторную диаграмму напряжений при условии, что составляющая U_L>Uc.

2.3. Начертить последовательную схему замещения реально-индуктивной катушки и записать формулы для определения параметров катушки r_к, L, cosφ_к.

2.4.Ответить на следующие вопросы:

1) Какие приборы необходимо иметь для определения параметров катушки?

2)Какие значения синусоидального напряжения, тока, мощности измеряют приборы комплекса К-50?

3)Записать выражения модулей входного напряжения, полного сопротивления схемы и тока в цепи.

4)Как будут изменяться I,Z при изменении “C” в цепи?

5)В общем виде определить величину резонансной емкости.

6)По показаниям какого прибора целесообразнее судить о наступлении резонанса напряжений в цепи?

3.Схема и описание лабораторной установки (рис.1)

3.1. Основными элементами лабораторной установки являются индуктивная катушка, батарея конденсаторов переменной емкости, измерительный комплект К-50, переносной вольтметр, лабораторный автотрансформатор, однополюсный выключатель К. С помощью указанных элементов собирается схема лабораторной установки.

3.2. Изменение емкости батареи конденсаторов производится посредством выключателей, установленных на щитке лабораторного стенда. Против каждого выключателя в цифрах указана емкость в микрофарадах.

3.3. Напряжение на зажимах индуктивной катушки и батареи конденсаторов в процессе испытаний измеряется переносным вольтметром.

4.Рабочее задание

4.1. Собрать схему. Движок автотрансформатора установить в нулевое положение. Переключатели пределов измерения амперметра и вольтметра комплекса К-50 поставить в положения, соответствующие номинальному току и напряжению индуктивной катушки, указанным на ее щитке.

4.2. Свести в таблицу основные технические данные электроизмерительных приборов.

4.3.Зашунтировать выключатель К батареи конденсаторов. При входном напряжении, равном номинальному напряжению индуктивной катушки, произвести измерения для определения параметров катушки.

Данные измерений свести в таблицу 1.

Таблица 1:

Результаты измерений			Результаты вычислений
U	I	P	Zк	rк	XL	L	<φк
В	А	Вт	Ом	Ом	Ом	мГн	град

4.4. Рассчитать величины указанные в таблице 1.

4.5. Используя параметры индуктивной катушки рассчитать значение резонанса емкости С_о. Частота питающей сети f=50Гц.

4.6. Установить входное напряжение 40 В и , изменяя емкость батареи конденсаторов от 0 до 100 мкФ через равные пределы, произвести измерения величин, указанных в таблице2.

Таблица 2:

Результаты измерений						Результаты вычислений					Примечание
Uвх const	C	I	P	Uк	Uс	Z	Xс	Ua	UL	<φ
40 В

4.7. Сделать расчет величин, указанных в таблице 2.

4.8.Построить в масштабе в одной системе координат зависимости U,U_a,U_L,U_c=f(C) в другой : I, Z=f(C).Уметь объяснить характер полученных зависимостей.

4.9. Для расчетной резонансной емкости С_о определить резонансные величины I, U_L, U_C, Z, φ.

4.10. Построить векторные диаграммы напряжений для режимов работы электрической цепи до резонанса, при резонансе и после резонанса.