Работа № 4. Исследование цепи переменного тока при параллельном соединении активно-реактивных сопротивлений.
1.Цель работы
Целью работы является экспериментальное изучение влияния изменения одного из параметров электрической цепи на соотношение между токами и напряжением в разветвленной цепи. Исследование явления резонанса токов.
2.Подготовка к работе
2.1. Начертить схему замещения цепи при параллельном соединении индуктивной катушки и емкости. Указать на схеме условно-положительные направления напряжения и токов в ветвях.
2.2. Построить примерную векторную диаграмму токов при условии, что составляющая Ic < IL.
2.3. На основании векторной диаграммы написать выражение модуля тока в неразветвленной части цепи, полной проводимости y, активной g, и реактивных bL, bc, b.
2.4. На основании условия резонанса токов, вывести выражение резонансно емкости и рассчитать ее, используя параметры индуктивной катушки лаб.раб. № 3.
2.5. Ответить на следующие вопросы:
1) Какие приборы необходимо иметь для определения “y”;”g”;”b” в разветвленной электрической цепи?
2) По какому прибору целесообразней судить о наступлении в электрической цепи резонанса токов при изменении емкости?
3) Почему активная мощность в разветвленной цепи остается постоянной при изменении емкости?
4) По какому выражению определяется добротность контура при резонансе?
5) Как можно определить входное сопротивление схемы?
6) Объяснить порядок построения топографической диаграммы.
3.Схема и описание лабораторной установки
3.1. Основными элементами лабораторной установки являются индуктивная катушка, Батарея конденсаторов переменной емкости, измерительный комплект К-50, амперметры, лабораторный автотрансформатор.
3.2. С помощью указанных элементов собирается схема лабораторной установки (рис.1)
Рис.1
3.3. Изменение емкости батареи конденсаторов производится посредством выключателей, установленных на щитке лабораторного стенда. Против каждого выключателя в цифрах указана емкость в микрофарадах.
4.Рабочее задание
4.1. Собрать схему. Движок автотрансформатора поставить в нулевое положение. Переключатели пределов измерения амперметра и вольтметра комплекта К-50 поставить в положение, соответствующее номинальному току и напряжению индуктивной катушки, указанным на ее щитке.
4.2. Свести в таблицу основные технические данные электроизмерительных приборов
4.3. Установить входное напряжение 100 В и изменяя емкость батареи конденсаторов от 0 до 100 мкФ через равные пределы произвести измерение величин, указанных в таблице 1.
Таблица 1
Результаты измерений |
Результаты расчетов |
|||||||||||
U,В |
C, мкФ |
I, А А |
I1 А |
I2 А |
P Вт |
Y См |
Z Ом |
Bc См |
BL См |
B См |
G См |
<φ |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.4. Сделать расчет величин, указанных в таблице 1.
4.5. На основании результатов измерений и вычислений, построить зависимости I; y=f(c).
4.6. Для произвольно выбранных режимов работы цепи построить в масштабе векторные диаграммы токов: до резонанса, при резонансе, после резонанса токов.
4.7. Используя построенные векторные диаграммы, вычислить реактивные мощности QL; Qc; Q.
4.8. Для произвольно выбранного режима, используя данные измерений построить топографическую диаграмму электрической цепи.