Потребители

1.1 Исследовать цепь с последовательно соединенным активным и индуктивным элементами, для чего собрать цепь согласно рисунку 5. Для измерения падений напряжений на элементах цепи можно использовать переносной вольтметр или стационарные вольтметры стенда.

Рисунок 5 – Схема для определения параметров катушки индуктивности

1.2 Установить ЛАТР напряжение на входе схемы, не превышающее 100 В. Измерить величины протекающего тока в цепи и падений напряжений на катушке индуктивности и реостате. Измерить активные мощности источника питания, катушки индуктивности и реостата. Результаты измерений занести в таблицу 5. Убедиться, что суммарная потребляемая мощность реостата и катушки равняется мощности сети.

Таблица 5 – Измерения и расчет параметров катушки индуктивности

1.3 Исследовать цепь с активно-емкостным элементом, для чего:

– отключив от зажимов ав катушку индуктивности, подключить к ним батарею конденсаторов (все емкости должны быть включены);

– установить напряжение сети не более 70 В и повторить опыт по п. 1.2 методики. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 6.

Убедиться, что суммарная потребляемая мощность равна мощности реостата, т.к. активная мощность батареи конденсаторов равна нулю.

1.4 По данным измерений пп. 1.2 и 1.3 и аналитических расчетов построить в масштабе векторные диаграммы с учетом фазовых соотношений, а также треугольники напряжений и сопротивлений.

Таблица 6 – Измерения и расчет параметров емкостного элемента

2 Экспериментальное исследование режима «резонанса напряжений»

2.1 Собрать электрическую цепь по рисунку 6, при этом использовать элементы предыдущей схемы исследований.

2.2 Постепенно изменяя емкость батареи конденсаторов в цепи, получить 6-7 измерений. Результаты измерений занести в таблицу 7. Отметить получение равенства напряжений на емкостном и индуктивном элементах , а также максимальную величину тока в момент резонанса.

2.3 По результатам измерений (таблица 7) построить три векторные диаграммы, которые должны соответствовать:

– режиму резонанса;

– режимам, когда , и .

2.4 По результатам измерений и аналитических расчетов построить графики зависимостей

Рисунок 6 – Исследование режима резонанса напряжений

Таблица 7- Результаты исследования явления резонанса

Содержание отчета и его форма

Каждый студент, выполнивший лабораторную работу, должен оформить отчет и предоставить его преподавателю.

Отчет должен содержать:

1. Название и цель работы.

2. Принципиальные схемы исследуемых цепей.

3. Таблицы и графики, заполненные и построенные по результатам

измерений и аналитических расчетов.

4. Выводы по результатам работы, в которых должна быть дана оценка исследуемых явлений, объяснение характера кривых.

Отчет должен иметь титульный лист с указанием Ф.И.О. студента, номера группы и даты выполнения работы.

Вопросы для защиты работы

1. Почему построение векторной диаграммы для цепей переменного тока с последовательным соединением приемников рекомендуется начинать с вектора тока?

2. Что такое сдвиг фаз между током и напряжением. Чему равна разность фаз между током и напряжением на индуктивном, емкостном и резистивном элементах. Нарисуйте векторные диаграммы.

3. Запишите закон Ома для цепи переменного тока с последовательным соединением R, L и С.

4. Нарисуйте схемы замещения катушки индуктивности и реального конденсатора. Почему в исследуемой цепи (лабораторная работа) не учитывается активное сопротивление конденсатора?

5. Напишите формулу для расчета активной мощности в цепи с активно-индуктивной нагрузкой и формулу для расчета реактивной мощности в цепи с активно-емкостной нагрузкой.

6. Изобразите треугольники напряжений, сопротивлений и мощностей для цепей с активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузками. В чем их отличие?

7. Можно ли непосредственно измерить активное и реактивное напряжения катушки индуктивности? Что такое ЛАТР и как с его помощью можно регулировать напряжение?

8. Дать определение цепи синусоидального переменного тока. Какими величинами определяется синусоидально изменяющаяся функция?

9. Что понимается под действующими значениями синусоидального тока. Какие величины тока и напряжения измеряют электродинамические приборы, используемые в лабораторных работах?

10. Какие явления, происходящие в цепи переменного тока, отражаются в схемах замещения активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью?

11. Можно ли катушку индуктивности, рассчитанную на работу в цепи переменного тока включить в цепь постоянного тока при одной и той же величине напряжения?

12. Что означает понятие колебательный контур. Нарисуйте схему замещения колебательного контура. Какое явление в цепях синусоидального тока называют резонансным?

13. Какой режим работы цепи синусоидального тока носит название «резонанса токов»? Условие возникновения резонанса в параллельной цепи. Нарисуйте векторные диаграммы режима резонанса токов.

14. Какой режим работы цепи синусоидального тока носит название «резонанса напряжения»? Условие возникновения резонанса в последовательном контуре. Нарисуйте векторные диаграммы режима резонанса напряжений.

15. Напишите формулы для определения резонансной угловой частоты параллельного и последовательного контуров.

16. Что означают понятия добротность контура и полоса пропускания; их взаимосвязь? Понятие характеристического сопротивления для R, L и C – цепи.

17. Изменения каких параметров от частоты носят название «частотные характеристики» и «резонансные кривые»?

18. Каковы величины действующего значения тока в условиях возникновения резонанса напряжений и резонанса токов по отношению к режиму до резонанса?