ЗАДАНИЯ. Задание 1. Исследовать линейную электрическую цепь сину­соидального тока при последовательном соединении катушки ин­дуктивности L2 и батареи конденсаторов С1

Задание 1. Исследовать линейную электрическую цепь сину­соидального тока при последовательном соединении катушки ин­дуктивности L2 и батареи конденсаторов С1, изучить состояние резонанса напряжений.

Порядок выполнения задания

1. Собрать электрическую схему (рис. 3.1). Предъявить схему для проверки преподавателю.

Рис. 3.1 2. Переключатель S42 поставить в положение, при котором на­пряжение регулируется от 0 до 100 В (вниз). Регуляторы напряже­ния установить в положение «0». Ключи батареи конденсаторов С1 поставить в положение «выключено» (вниз). 3. Переключатели под амперметрами включить на 0,5А, пере­ключатели под вольтметрами — на 250В. При измерениях электри­ческих величин стремиться, чтобы стрелка измерительного прибо­ра находилась в правой части шкалы, иначе изменить выбранный предел измерения. Определить цену деления приборов.

4. Включить S45 и S12 и установить напряжение U = 24 В.

5. Изменяя емкость батареи конденсаторов С1, установить в цепи режим резонанса напряжений, которому соответствует мак­симальное значение общего тока I, измеряемое амперметром А6₉ но не более 0,5 А. Если при резонансе значение тока I < 0,4 А, можно увеличить напряжение до 30 В (не более).

6. Точность настройки цепи в режиме резонанса проверить по коэффициенту мощности cosφ = P/UI (cos ф должен быть близок к 1). Результаты всех измерений (U, I, Uk,Uc,P) занести в табл. 3.1 В троку С = Срез.

Таблица 3.1 С, мкФ Измерено Вычислено U, В I, А Uк, В , В   P, Вт S, ВА Z, Ом Хс, Ом     COS φ С < Срез                                                             С = Срез                     С > Срез

7. Провести аналогичные измерения для трех случаев С < Ср_ез и трех случаев С > Срез- Напряжение поддерживать постоянным. Результаты измерений занести в табл. 3.1.

8. По результатам измерений п. 1.5 и 1.7 вычислить и записать величины, указанные в правой части табл. 3.1.

9. Для цепи, находящейся в состоянии резонанса (С = Срез), произвести вычисления величин, указанных в табл. 3.2, результаты записать в табл. 3.2.

10. По данным табл. 3.1 построить графики зависимостей:

1) Z(Xc),I(Xc), cosφ(Хс) в общих осях координат;

2) Р(Хс), S(Xc) в общих осях координат.

11. Сделать вывод о том, как зависят Z, I, cosφ, Р и S от емкостного сопротивления конденсатора Хс.

12. По данным табл. 3.1 и 3.2 построить совмещенные век­торные диаграммы токов и напряжений в цепи для трех случаев С < Срез С = Срез и С > Срез, пояснив их уравнением, соста­вленным по второму закону Кирхгофа.

13. Рядом с каждой векторной диаграммой указать характер эквивалентной нагрузки цепи (Z= R ± jX).

Задание 2. Исследовать линейную электрическую цепь сину­соидального тока при параллельном соединении катушки индук- тивности L2 и батареи конденсаторов С1, добиться состояния ре­зонанса токов.

Порядок выполнения задания

1. Собрать электрическую схему (рис. 3.2). Предъявить схему для проверки преподавателю.

\----------- 1 S12

Рис. 3.2

2. Перед включением электрической цепи убедиться, что ручка ЛATPa находится на нуле. Включить S45 и S12, с помощью пере-

ключателя ЛATPa установить U = 60 В (следить по вольтметру).

3. При отключенной батарее конденсатора измерить и записать в табл. 3.3 значения напряжения U, тока I и активной мощности Р для катушки индуктивности L2. Ток через катушку индуктивности не должен превышать 0,5 А. Выключить S1. Вычислить параметры катушки и записать их в табл. 3.3.

4. Рассчитать, какую емкость Срез необходимо включить па­раллельно катушке индуктивности L2, чтобы в цепи был режим резонанса токов.

5. Установить емкость батареи конденсаторов С1 — Срез, вклю­чить S1. Ток в цепи должен иметь минимальное значение, измеря­емое амперметром А6. Изменяя напряжение U, установить общий ток в цепи 0,15 А (следить по амперметру А6). Результаты изме­рений занести в табл. 3.4. Точность настройки цепи в режиме ре­зонанса проверить расчетом коэффициента мощности cosφ (cosφ должен быть близок к 1). Полученное значение С1_рез сопоставить с рассчитанным в п. 4.

6. Произвести измерения для случаев С < Срез и С > Срез при неизменном значении напряжения. Значения общего тока в цепи не должны превышать 0,5 А. Результаты измерений и расчетов за­нести в табл. 3.4.

7. По результатам проведенных измерений и вычислений (см. табл. 3.4) построить графики зависимостей:

1) Z(Xc),I(Xc), cosφ (Хс) в общих осях координат;

2) Р(Хс), S(Xc) в общих осях координат.

8. Сделать вывод о том, как зависят Z, I, cosφ, Р и S от емкостного сопротивления конденсатора Xq-

9. По данным табл. 3.3 и 3.4 построить в масштабе векторные диаграммы токов и напряжений в цепи для трех случаев: С < С_рез, С=Срез, С>Срез-

10. Рядом с каждой векторной диаграммой указать характер эквивалентной нагрузки цепи (Z = R ± jX).

Задание 3. Ознакомиться с приборами, используемыми в ра­боте. Определить систему прибора, номинальную величину, класс точности и рассчитать абсолютную погрешность измерений. За­полнить табл. 3.5.