Расчёт параметров цепи и анализ полученных результатов

5.1. Используя параметры цепи ( 100 Ом, 40 mГн; 1.0 мкФ; ¦ var), а также данные измерения напряжений , и , тока :

А) рассчитать, используя соотношения (1)¸(12), электрические величины и параметры (напряжения , ; сопротивления , ) цепи и занести их в табл. 3;

Б) рассчитать добротность контура (см. строку 4, табл. 2), находящегося в резонансе,

,

где ; – характеристическое сопротивление контура при резонансе. Добротность (равная 1,5¸4 в нашем случае) показывает, во сколько раз напряжение на ёмкостном (или индуктивном ) элементе больше напря­жения питания цепи;

 

Таблица 3

№ оп.

Установлено

Исходные данные

Расчетные значения параметров цепи

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

мкФ

В

А

В

В

Вт

В

В

Ом

Ом

Ом

град

Срн

В) используя расчётные данные табл. 2, построить графики, подобные графикам, изображенным на рис. 5: и , выбрав соответствующие масштабы для тока, напряжений, угла сдвига фаз и сопротивлений;

 

I, A U, B j, град XL, XC , Ом 0 j Рис. 6

 

Г) построить три векторные диаграммы напряжений (см. рис. 4): до резонанса по данным одного из п.п. 2¸4 табл.2; после резонанса по данным одного из п.п. 6–8 табл. 2 и при резонансе по данным пункта 5 табл. 2;

Д) сравнить расчётные и экспериментальные данные (табл. 1 и табл. 2) и объяснить возможные расхождения между ними.

 

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Дайте определение резонанса напряжений.

2. Какими тремя путями можно установить режим резонанса в последовательной - цепи?

3. Нарисуйте амплитудно-частотную характеристику тока, т. е. для последовательного колебательного контура. Чему равно экстремальное значение тока?

4. Нарисуйте частотные характеристики сопротивлений , и . Сформулируйте условие резонанса напряжений.

5. Определите добротность и характеристическое сопротивление контура, если известно, что при резонансе напряжение 40 В; ток 0,1 А и напряжение питания контура 10 B.

6. Постройте качественную векторную диаграмму напряжений в последовательной -цепи, если известно, что угол сдвига фаз между входным напряжением и током .

7. Как определить коэффициент мощности цепи, если известны показания измерительных приборов комплекта К505?

8. Постройте треугольник сопротивлений для последовательной - цепи с параметрами: 5 Ом; 10 Ом и 50 Ом, и определите угол сдвига фаз .

9. Как изменятся сопротивления 20 Ом и 20 Ом, если частота питающего цепь напряжения увеличится в 4 раза?

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

1. Наименование и цель работы.

2. Краткая теоретическая часть.

3. Используемые приборы и оборудования.

4. Порядок выполнения лабораторной работы.

5. Результаты измерения. Таблицы с измеренными величинами и вычисленными. Графики (осциллограммы) характерных точек. Сравнительный анализ расчетных и экспериментальных данных

6. Выводы по работе.

 

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ ДОПУСКА К РАБОТЕ

 

1. Какова цель настоящей работы?

2. В каких цепях возможен резонанс напряжений?

3. Как экспериментально определить наличие резонанса напряжений?

4. Как влияет на резонанс (добротность) активное сопротивление?

5. Изменением какого элемента схемы достигается резонанс?

6. Какой величины ожидается при резонансе?

7. Какое значение напряжения измеряется вольтметром электромагнитной системы?

8. Какую мощность измеряет ваттметр?

9. На каком (каких) из элементов схемы напряжение является максимальным и в каком режиме работы?

10. Определите цену делений приборов.

 

 

Литература

 

1. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника: Учебное пособие. – М.: Энергоатомиздат, 2007.-440 с. (С.130-137).

2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учебник. – М.: Высш. шк., 2007. - 638 с. (С.226-232).

3. Попов В.П. Основы теории цепей: Учебн. – М: Высш. шк., 1998.-575 с. (С. 316-320).

4. Католиков В.И., Полулех А.В. Линейные электрические цепи. Методическое указание. –Самара:Изд.СГАУ.2010.-32с.