Проведение эксперимента и обработка данных. 1 Собрать цепь, изображенную на рисунке 43

1 Собрать цепь, изображенную на рисунке 43. В качестве катушки индуктивности и переменной емкости на стенде УИЛС использовать, соответственно, L₂ и С₄ .

2 Подключить цепь к напряжению питания (в пределах 10…20 В) и с помощью конденсатора переменной емкости установить соизмеримые значения токов в параллельных ветвях (по величине ненамного отличающиеся между собой). Измерить напряжение цепи и токи, данные занести в таблицу 24.

Таблица 24 – Данные эксперимента

U, B	I, A	I1(к), A	I2(С), A	ук, См	ILk, A	Iak, A	bL(k), См	gk, См	φк, град

По результатам опыта студентам предлагается построить векторную диаграмму и самостоятельно вывести соотношения для определения реактивной и активной составляющих тока катушки, а затем уже определить активную g_k и реактивную b_Lk проводимости катушек, а также φ_к катушки.

g_k = ; b_L(k) = ; φ_{к =} arctg (9.4)

Резонансные значения также занести в таблицу 24

3 С помощью конденсатора переменной емкости С₄ установить режим резонанса токов. Измерить напряжение и токи для режима резонанса и данные занести в таблицу 25.

Изменяя значение С в меньшую и большую стороны от С_рез (по 5…6 значений), выполнить измерения ранее указанных величин и занести их в таблицу 25.

Таблица 25 – Измеренные и вычисленные данные в соответствии

с пунктами 3, 4 эксперимента

№

Измерено

Вычислено

U, B

I, A

Iк, A

IС, A

С, мкФ

bC, См

ук, См

Iak, A

Ipk, A

gk, См

bL(k), См

уцепи, См

φцепи град

С=0

С=Со(рез)

С=Сmax

Используя ранее вычисленные значения проводимостей катушки, определить все величины, указанные в таблице 24.

4 По результатам эксперимента построить векторные диаграммы:

а) для режима резонанса токов (I_Lk = I_C);

б) для режима активно-индуктивного характера нагрузки (I_Lk >I_C);

в) для режима активно-емкостного характера нагрузки (I_Lk <I_C).

5 По данным вычислений построить в одних координатах зависимости (b_C, b_L, g, у_к, у_цепи) = f (C); в других координатах – зависимости (I_С, I_L, I_a, I_k, I) = f (C). Пояснить характер этих зависимостей.

Контрольные вопросы

1 Назовите условие резонанса токов в параллельной цепи.

2 Как можно установить режим резонанса токов и как убедиться в том, что режим резонанса установлен?

3 Какие физические явления происходят в резонансном контуре, как он ведет себя по отношению к источнику электрической энергии?

4 Какой проводимостью обладает идеальный параллельный контур в момент резонанса, в котором отсутствует активная проводимость?

5 Чем отличаются зависимости проводимостей и токов от переменной емкости от зависимости этих же величин от частоты питающего напряжения?

Литература

1 Рибалко, М. П. Теоретичні основи електротехніки. Лінійні електричні кола : підручник / М. П. Рибалко, В. О. Єсауленко, В. І. Костенко. – Донецьк : Новий світ, 2003. – C. 99-101.

2 Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи : учебник / Л. А. Бессонов. – 10-е изд. – М. : Гардарики, 2002. – С. 108-110. – ISBN 5 – 8297 – 0026 – 3.

Лабораторная работа 9

ИНДУКТИВНО-СВЯЗАННЫЕ ЦЕПИ

Цель работы: исследовать последовательное и параллельное включение индуктивно-связанных катушек, научиться экспериментально определять коэффициент взаимной индуктивности и строить векторные диаграммы индуктивно-связанных цепей.