Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис

Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис. 1) с последовательным соединением индуктивного и емкостного элементов напряжение на входе цепи совпадает по фазе с током. При резонансе напряжений характерна возможность возникновения равных по модулю и противоположных по фазе действующих значений напряжений на катушке индуктивности и конденсаторе, существенно превышающих действующее значение напряжения на входе цепи. Отсюда название режима работы цепи – резонанс напряжений.

Для последовательного резонансного контура входное сопротивление контура при резонансе носит резистивный характер:

Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru .

При этом соблюдается равенство индуктивного сопротивления катушки Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и емкостного сопротивления конденсатора Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , то есть выполняется условие резонанса напряжений

Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru .

Из выражения видно, что резонанс напряжений в контуре можно получить варьированием значений одного из параметров, а именно: частоты Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru приложенного напряжения, индуктивности Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru катушки, или емкости C конденсатора. Два других параметра при этом должны быть постоянными. В частности, при фиксированных значениях параметров Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru резонанс в цепи наступит при резонансной частоте:

Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru .

Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru

Рис. 1 Рис. 2

При резонансе ток в цепи принимает максимальное значение Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , если действующее значение напряжения на входе цепи U = const. При этом напряжения Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru могут быть много больше входного напряжения Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru (отношение Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru может достигать величин несколько сотен). Векторная диаграмма тока и напряжений для этого режима цепи приведена на рисунке 2. Из диаграммы видно, что реактивная составляющая напряжения на катушке Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и напряжение Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru на конденсаторе при резонансе в силу равенства Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru равны друг другу и сдвинуты по фазе на угол почти Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , если. Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru . Вследствие падения напряжения в активном сопротивлении катушки, напряжение на катушке Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru при резонансе оказывается больше напряжения на конденсаторе, поэтому точка резонанса в этих условиях определяется по наибольшему значению тока в цепи.

Частотная зависимость тока в цепи имеет вид:

Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru .

Амплитудно- и фазочастотные характеристики тока можно записать в форме

Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru .

где Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru – добротность контура, которая показывает во сколько раз напряжения Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru на участках контура превышают приложенное напряжение U; d – параметр затухания; Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru – волновое (характеристическое) сопротивление резонансного контура.

Частотные характеристики Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru также как Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru имеют максимум (рис. 3), причем максимум Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru наступает при частоте Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , а максимум Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru при частоте Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru . Частоты Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru находятся из соотношений:

Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru .

Из соотношений видно, что с уменьшением сопротивления R (коэффициента затухания d) частоты Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru стремятся к резонансной частоте Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и максимумы частотных характеристик Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru совмещаются. При возрастании сопротивления R, наоборот, максимумы частотных характеристик расходятся.

Анализ характеристики Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru (рис. 4) показывает, что последовательный резонансный контур обладает частотной избирательностью или фильтрирующими свойствами. С небольшим ослаблением через контур можно передать сигналы Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru (не более 3 Дб) в диапазоне частот Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru . Указанную область частот называют полосой пропускания (прозрачности). Для контура формула относительной полосы пропускания частот имеет вид:

Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru .

Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru

Активная мощность при резонансе Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru имеет наибольшее значение, равное полной мощности S, в то же время реактивная мощность цепи Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru оказывается равной нулю. При этом реактивная индуктивная и реактивная емкостная составляющие полной мощности могут приобретать теоретически весьма большие значения, в зависимости от значений тока и реактивных сопротивлений.

Описание лабораторного стенда и рабочее задание

1. Собрать схему последовательного резонансного контура, используя съемную панель лабораторного стенда (рис. 5) и размещенные на ней тумблеры Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru . Внимание! При сборке схемы с помощью тумблеров Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru следует учитывать, что перевод тумблера в верхнее положение соответствует замыканию ключа на участке цепи.

На съемной панели также размещены катушка индуктивности сопротивлением Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и индуктивностью Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , конденсатор Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и резистор Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru .

2. Подключить схему последовательного резонансного контура к генератору низкой частоты (ГНЧ) через понижающий трансформатор (T). С помощью ГНЧ обеспечивается получение синусоидального входного напряжения, а также возможность с помощью ручек управления регулировки напряжения на выходе по амплитуде и частоте. Ручкой управления ГНЧ по уровню напряжения и показанию вольтметра PV1, подключенного к зажимам вторичной обмотки трансформатора, установить действующее значение напряжения в диапазоне Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru В.

3. Используя исходные данные пункта 1 рабочего задания рассчитать для резонансного контура:

· резонансную частоту Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru ;

· волновое сопротивление Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru ;

· добротность резонансного контура Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru ;

· параметр затухания d;

· ток в контуре при резонансе Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru при заданном напряжении Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru ;

· напряжение на катушке и напряжение на конденсаторе при резонансе

Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru

Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru

4. В цепи (рис. 5), находящейся под напряжением, изменяя частоту ГНЧ с помощью ручек управления «Грубо» и «Точно» в окрестности расчетного значения Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , найти резонансную частоту Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru опытным путем, так, чтобы на экране осциллографа угол сдвига фаз между напряжением на зажимах вторичной обмотки трансформатора Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru (канал A) и напряжением Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru (канал B) был близок нулю.

5. В электрической цепи (рис. 5) измерить ток Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , входное напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , напряжение на катушке Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и конденсаторе Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru с помощью вольтметра PV1, подключая его параллельно к участкам цепи, а также угол сдвига фаз между приложенным напряжением и напряжением на сопротивлении Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru с помощью осциллографа

Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru ,

варьируя частоту ГНЧ Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru (где Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru = 0, 1, 2) от резонансной частоты через интервалы Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru Гц с помощью ручек управления «Грубо» и «Точно». Результаты измерений занести в таблицу.

Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru

Рис. 5

6. Дополнить таблицу пункта 4 рабочего задания расчетными данными, определив активную Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и реактивную Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru составляющие напряжения на катушке индуктивности, реактивные сопротивления катушки Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и конденсатора Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , реактивное сопротивление цепи X, а также модуль полного сопротивления контура Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru

Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru

Частота, Гц Опыт Расчет
Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , В Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , В Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , В Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , В Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , град Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , мА Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , В Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , В Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , Ом Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , Ом Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , Ом Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , Ом
                         
                         
                         
                         
                         
                           

7. По данным таблицы 1 пункта 5 рабочего задания построить графики зависимости Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru .

8. По данным таблицы 1 пункта 5 рабочего задания построить графики зависимостей Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru .

Вопросы к защите

1. Как практически можно определить состояние резонанса напряжений в последовательном резонансном контуре?

2. Как определить частоту собственных колебаний резонансного контура?

3. Почему в момент резонанса не равны напряжения на катушке индуктивности Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru и конденсаторе Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru ?

4. В цепи последовательного резонансного контура заданы значения R и С. Определите индуктивность катушки Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , при которой в цепи возникнет резонанс, если Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru , Краткие теоретические сведения. Резонансом напряжений называется режим, при котором в электрической цепи (рис - student2.ru . Определите, во сколько раз напряжение на емкости будет больше входного напряжения при резонансе.

Содержание отчета

1. Выполнение домашнего задания.

2. Электрическая схема испытаний резонанса напряжений. Определение резонансной частоты опытным и расчетным путем. Сопоставление данных расчета и эксперимента.

3. Построение графиков, характеризующих явление резонанса напряжений, по данным таблицы испытаний.

4. Определение добротности и волнового сопротивления резонансного контура.

5. Выводы.

Лабораторная работа № 4

РЕЗОНАНС ТОКОВ

Цель работы:Установление условийвозникновения резонанса токов. Исследование частотныхзависимостей напряжений на элементах параллельного резонансного контура.

Домашнее задание

1. Напишите формулы для определения активной, индуктивной, емкостной и полной проводимостей электрической цепи.

2. Дайте определение резонанса токов.

3. Как можно установить наличие резонанса токов в электрической цепи?

4. Чем отличается резонанс токов от резонанса напряжений?

5. Поясните, оказывает ли влияние на потребляемую активную мощность, параллельно включенная в электрическую цепь емкость.

Наши рекомендации