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
Лабораторна робота №9
РЕЗОНАНС СТРУМІВ
Мета роботи: дослідити електричний резонанс в лінійному колі синусоїдного струму з паралельним з’єднанням котушки індуктивності і конденсатора.
Теоретичні положення
На рис.9.1 зображено коло з паралельним з’єднанням котушки з втратами і конденсатором, яке називають паралельним коливальним контуром.
Рисунок 9.1
Повну вхідну провідність кола позначають виразом
,
де g та b — відповідно активна та реактивна провідності кола:
.
За визначенням резонансу умова резонансу запишеться:
. (9.1)
Звідки знаходять резонансну частоту:
,
де —характеристичний опір контура;
—резонансна частота при відсутності втрат в контурі.
При наявності умови резонансу повна вхідна провідність контура
y=g і вхідний струм співпадає по фазі з вхідною напругою. Векторна діаграма кола (рис.9.1) при резонансі показана на рис.9.2.
Рисунок 9.2
Маючи умову резонансу легко знайти значення струмів у колі (рис.9.1) в стані резонансу:
(9.2)
З останнього виразу ясно, що при ρ>>r струми в вітках значно перевищують вхідний струм. Тому резонанс в паралельному коливальному контурі називають резонансом струмів. В практиці відношення може досягти сотен одиниць і в стільки разів вхідний струм буде менший струмів у вітках.
При резонансі реактивні потужності котушкиі конденсатора рівні за значенням і протилежні за знаком :
,
тому реактивна потужність всього кола дорівнює нулю. Потужність, яка втрачається в котушці при резонансі,
.
Величину, яка показує, в скільки разів реактивна потужність котушки або конденсатора при резонансі більша потужності яка втрачається в контурі, називають добротністю контура і позначають літерою
Q –
.
Якщо , то і струм на вході при резонанасі приблизно в Q раз менше струмів у вітках.
Стану резонансу в колі, як це очевидно із умови резонансу (9.1), можна досягти зміною частоти ω, або параметрів кола r, L, С. Залежності струмів у колі (мал.9.1) від частоти і параметрів кола визначають виразами:
,
С ,
.
В практиці, як правило, настройку контурів в резонанс здійснюють з допомогою зміни ємності, оскільки ємність можна легко змінювати в широких межах.
З виразу (9.2) витікає, що при настройці контура в резонанс з допомогою зміни ємності вхідний струм в стані резонансу буде мінімальним, також мінімальною буде активна потужність, яку споживає контур.
Порядок виконання роботи
1. Зібрати коло згідно рис.9.3, використовуючи наступні прилади: вольтметр на 75-150В, фазометр на 5А, 127В, амперметри на 1-2А. Конденсатор змінної ємності знаходиться на стенді. Котушку індуктивності взяти у лаборанта.
2. На вхід кола подати напругу 50В, і змінюючи ємність, досягти в колі резонансу струмів.
Результати вимірювання занести до табл. 9.1.
Рисунок.9.3
3. Підтримуючи за допомогою ЛАТРа сталу напругу на вході кола (яка встановлена в п.2), змінювати ємнічть від нуля до максимального значення (по 5-7 точок до і після резонансу ) через 1-2мкФ, а поблизу резонанса через 0,25-0,5 мкФ. Результати вимірювання занести до табл. 9.1.
Таблиця 9.1
|
№ п/п |
U |
C |
І |
Ік |
Іс |
φ |
cosφ |
|
В |
мкФ |
А |
Град |
– |
|||
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 |
Оброблення результатів досліду
1. За даними вимірів розрахувати величини наведені в табл.9.2, вважаючи, що активний опір конденсатора дірівнює нулю.
Таблиця 9.2
|
№ п/п |
Z |
zk |
xк |
zc |
yk |
bc |
bLк |
y |
P |
Q |
S |
|
Ом |
См |
Вт |
ВАр |
ВА |
|||||||
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 |
2. На підставі даних вимірів і обчислень побудувати на одному малюнку залежності I=f(C), I1=f(C), I2=f(C), P=f(C), φ=f(C), cosφ=f(C).
3. Побудувати в масштабі три векторні діаграми струмів і напруг: до резонансу С<С0, в момент резонансу С=С0 та після резонансу С>С0.
4. Обчислити добротність контуру при резонансі .
5. Зробити висновки по роботі.
Контрольні запитання
Література:
[ 1, c.130; 2, c.110; 3, c.125; 4, c.268; 5, c.149 ].
5