Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
Группа
Студент
Резонанс напряжений
Цель работы – изучение особенностей цепи с последовательно соединенными элементами R, L, C, экспериментальное исследование резонансных характеристик последовательного контура, определение добротности контура.
Общие сведения
Идеальное активное сопротивление от частоты не зависит.
R = const
Индуктивное сопротивление линейно зависит от частоты
XL = jL
Емкостное сопротивление зависит от частоты по гиперболическому закону
XС = -j
Резонанс напряжений в цепях переменного тока.
Ток в цепи может быть определен по закону Ома в комплексной форме
Модуль тока определяется выражением
.
Знаменатель данного выражения есть комплексное сопротивление, модуль которого зависит от частоты. При достижении некоторой частоты о реактивная составляющая сопротивления исчезает, модуль сопротивления становится минимальным, ток в данной схеме возрастает до максимального значения, при этом вектор тока совпадет с вектором напряжения.
, , , = 0.
Такое явление называется резонансом напряжений, т.к. при больших токах напряжение на элементах схемы могут достигать больших значений.
, , ,
- волновое сопротивление контура.
Отношение напряжения на индуктивности или емкости к напряжению на входе в режиме резонанса называется добротностью контура.
Добротность контура в лучших катушках индуктивности может достигать сотен единиц.
При R напряжение на индуктивности (или емкости) может быть гораздо больше напряжения на входе, что широко используется в радиотехнике.
Напряжения на индуктивности и емкости при резонансе равны по величине, противоположны по фазе и в Q раз больше входного напряжения.
Величина Q = /R называется добротностью контура, а = XL = XC характеристическим или волновым сопротивлением контура.
Порядок выполнения работы
Рис.1.
Таблица 1
|
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
f Гц |
0,2 |
0,5 |
1,0 |
1,2 |
1.68 |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
6,5 |
|
|
U B |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
mI A |
1,58 |
4,1 |
4,5 |
23,8 |
56,3 |
15 |
6,4 |
4,2 |
||
|
град |
-84,02 |
-84,4 |
-76,9 |
-66,6 |
-12,66 |
74,45 |
82 |
84,05 |
87,7 |
|
|
Uk B |
0,16 |
0,86 |
4,6 |
9,9 |
10,6 |
10,8 |
7,0 |
4,99 |
6,9 |
|
|
P Вт |
174 |
1,2 |
12,2 |
42,9 |
191,6 |
22,28 |
6,09 |
2,85 |
1,6 |
|
|
Uc B |
5,2 |
7,1 |
9,4 |
14,4 |
24,3 |
5,6 |
1,67 |
0,85 |
0,36 |
|
|
Рассчитать |
||||||||||
|
Zk Ом |
||||||||||
|
Rk Ом |
||||||||||
|
XL Ом |
||||||||||
|
L Гн |
||||||||||
|
XС Ом |
||||||||||
|
С мкФ |
Определить резонансную частоту, волновое сопротивление и добротность исследуемого контура
Расчетные формулы
; ; ; ; ; ; мкФ
; ;
Контрольные вопросы
PAGE 4
Zmin
Imax
o
I()
-90o
()
R
L
Z()
С
L
R
U
XС
XL
R
Катушка индуктивности
С
U f = var
A
Rk
V