Проведение эксперимента и обработка результатов. 1 Определить параметры использованной в эксперименте катушки
1 Определить параметры использованной в эксперименте катушки. Данные записать в таблицу 21.
Таблица 21 – Определение параметров катушки
| ZK, Ом | RK, Ом | XK = XL, Ом | LK, Гн | φк, град |
2 Собрать цепь (рис. 42), включив последовательно катушку L2 и переменную емкость С4. Изменяя значение емкости С4, установить режим, наиболее близкий к резонансу напряжений. Измерить ток и напряжение во всех ветках цепи, данные занести в таблицу 22. Повторить измерения для 5-6 значений емкости, установленных в большую и меньшую сторону от Срез (одно из них – для С=0), данные занести в таблицу 22. За данными таблицы 22 построить в одних координатах зависимости: UC = f (C), UL = f (C), UR = f (C), I=f(C), φ = f (C).
Рисунок 42 – Схема электрической цепи для исследования резонанса напряжений
Для режима работы цепи с С = Срез посчитать значение волнового сопротивления ρ и добротности контура Q.
Таблица 22 – Данные эксперимента
| № | Измерено | Вычислено | |||||||
| I, A | U, B | UК, B | UС, B | ХС, Ом | С, мкФ | ±Х, Ом | UL, B | ±φ, град | |
| …. …. |
3 Снова установить значение переменной емкости, при которой в цепи наблюдается резонанс напряжений, и подключив частотомер для измерения частоты питающего напряжения. Оставляя неизменными значения L, С и величину питающего напряжения, изменяя частоту в меньшую и большую сторону от φрез добиться режима резонанса напряжений. Сделать измерения напряжения, частоты f и занести в таблицу 23.
Таблица 23 – Расчетные данные
| № | Измерено | Вычислено | |||||||||
| f, Гц | I, A | U, B | UК, B | UС, B | ω, с-1 | Z, Ом | R, Ом | ХС, Ом | XL, Ом | ±X, Ом | |
| …. ….. |
Продолжение таблицы 23
| ±φ, град | UL, B | UR, B | ρ, Ом | Q |
По данным таблицы 23 построить частотные характеристики и резонансные кривые. Для резонансной частоты посчитать волновое сопротивление ρ и добротность контура Q. Сравнить эти величины с теми, которые были получены в результате расчета с данными таблицы 23.
Контрольные вопросы
1 Пояснить условия возникновения резонанса напряжения в цепи с последовательным соединением элементов.
2 Как определить резонансную частоту контура?
3 Можно ли вызвать резонанс напряжений в последовательной цепи, не изменяя частоту питающего напряжения?
4 Как в лабораторных условиях можно зафиксировать резонанс напряжений?
5 Объяснить, что такое волновое сопротивление, добротность контура и полоса его пропускания.
6 Как влияет активное сопротивление на величину добротности контура?
7 Почему возможное явление резонанса необходимо учитывать при выборе элементов электрических цепей?
8 Привести примеры прикладного значения резонанса напряжений.
Литература
1 Рыбалко, М. П. Теоретичні основи електротехніки. Лінійні електричні кола : підручник / М. П. Рыбалко, В. О. Есауленко, В. І. Костенко. – Донецьк : Новий світ, 2003. – C. 89-92.
2 Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи : учебник / Л. А. Бессонов. – 10-е изд. – М. : Гардарики, 2002. – С. 110-112. – ISBN 5 – 8297 – 0026 – 3.
Лабораторная работа 8
РЕЗОНАНС ТОКОВ
Цель работы: научиться экспериментально устанавливать режим резонанса токов в исследуемой параллельной цепи, получить практические навыки в построении векторных диаграмм, частотных характеристик и резонансных кривых.