Рабочее задание. 1. Работа выполняется по схеме, показанной на рис
1. Работа выполняется по схеме, показанной на рис. 6.
В качестве источника питания используется источник однофазного синусоидального напряжения с действующим значением 36 В.
На каждом стенде размещена катушка индуктивности, конструктивно представляющая собой совокупность трех отдельных катушек и подвижного ферромагнитного сердечника. Начала и концы каждой из трех катушек выведены на клеммную панель. При проведении данной работы для увеличения диапазона изменения величины индуктивности необходимо все три катушки соединить между собой последовательно. В качестве емкости используется установленная на каждом стенде батарея конденсаторов.
2. Процессы в цепи исследуются при постоянной емкости С=40 мкФ и переменной индуктивности. В начале работы следует полностью ввести сердечник в катушки, что соответствует наибольшему значению индуктивности.
3. Включив цепь под напряжение и постепенно выдвигая сердечник определить максимальное значение тока 
, после чего установить сердечник в исходное состояние.
4. Медленно выдвигая сердечник, снять показания приборов для трех точек до резонанса, точки резонанса и трех точек после резонанса. Интервал между точками 
. Точки до резонанса и после резонанса снимать при одних и тех же значениях тока.
Показания приборов занести в табл. 3.
5. Проверить значение коэффициента мощности цепи в точке резонанса
.
Это значение должно быть близко к единице. Если получена величина, существенно отличающаяся от 1, то это означает, что работа или расчет 
выполнены неправильно.
Таблица 4
| Номер опыта |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
| Ом | Гн | В | Ом | мкФ | о.е. | |||||
6. Вычислить величины, указанные в табл. 4, по формулам:
полное сопротивление цепи
;
полное сопротивление катушки
;
активное эквивалентное сопротивление катушки, учитывающее потери энергии в обмотке и стальном сердечнике катушки
;
индуктивное сопротивление катушки
;
индуктивность катушки
,
где 
и частота 
Гц;
активная составляющая напряжения на катушке
;
индуктивная составляющая напряжения на катушке
;
емкостное сопротивление
;
емкость конденсатора (для проверки)
.
7. Построить в общей системе координат зависимости 
, 
, 
, , как функции . Используя данные опыта и расчета, построить в масштабе векторные диаграммы напряжений и тока при: а) 
, б) 
, в) 
.
8. Проанализировать кривые , , , , как функции от и написать выводы по работе. Выводы должны отражать основную суть физических процессов в цепи переменного тока с последовательным соединением разных по характеру элементов; содержать анализ вида кривых ( , , , , )= 
и оценку значений указанных величин при резонансе напряжений.
9. Студенты ряда специальностей (по указанию преподавателя) проводят углубленные экспериментальные и теоретические исследования режима резонанса напряжений.
Для этого следует использовать вольтметры VK, VC и амперметр A более высокого класса точности. Измерения в околорезонансной области (до и после точки резонанса) проводить более тщательно: по 3-4 дополнительных опыта в дорезонансной и послерезонансной областях. Четко зафиксировать максимумы напряжений 
, 
и тока при резонансе.
Используя опытные данные, показать, что максимум достигается при 
, а максимум 
- при 
, где 
- индуктивность катушки для точки резонанса напряжений.
Величину определяют из формулы:
и сравнивают со значением , полученным из графиков, согласно п. 6.
Контрольные вопросы
1. В чем основные различия физических явлений в цепях переменного и постоянного тока?
2. Чем физически объясняется отставание тока в цепи индуктивной катушки от напряжения, приложенного к ее зажимам?
3. Чем объяснить опережение тока в цепи конденсатора относительно напряжения, приложенного к его обкладкам?
4. Сформулируйте закон Ома для цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления, индуктивности и емкости.
5. В какой цепи и при каком условии наступает резонанс напряжений? Объясните энергетические процессы, протекающие в электрической цепи при резонансе напряжений.
6. Объясните, почему при резонансе напряжений ток в цепи максимален.
7. Как изменится резонансная частота в цепи с последовательным соединением 
, 
, , если емкость увеличить в 4 раза?
8. На каком участке цепи (рис. 7) напряжение при резонансе равно напряжению источника питания?
 Рис. 7 |  Рис. 8 |
9. Как изменится ток (увеличится, уменьшится, останется без изменения) в цепи, показанной на рис. 8, при замыкании выключателя В, если 
.
10. Оцените величину коэффициента мощности при резонансе напряжений по сравнению с коэффициентом мощности до резонанса.
11. Каким электроизмерительным прибором можно определить состояние резонанса в неразветвленной цепи, если настройка в резонанс ведется при неизменном действующем значении входного напряжения?
12. К каким аварийным последствиям может привести резонанс напряжений в электрических цепях?