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: ЭРБ-11
Студент: Васильков О. Головин К. Булавин П. Антипин С.
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 |
250 |
450 |
650 |
850 |
1050 |
1250 |
1450 |
1650 |
1850 |
2050 |
|
U B |
5,1 |
5 |
5 |
5 |
4.9 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
I м A |
1,75 |
3,6 |
6,6 |
14,1 |
26 |
14,5 |
9,1 |
6,7 |
5,4 |
4,5 |
|
P Вт |
0,684 |
2,5 |
7,9 |
36,5 |
126.7 |
42 |
17 |
10 |
7 |
5 |
|
град |
-85,5 |
-82 |
-76 |
-60 |
0 |
54 |
68 |
73 |
75,5 |
77 |
|
Uk B |
0,444 |
1,3 |
3,3 |
8,7 |
19,9 |
13,2 |
9,7 |
8,2 |
7,3 |
6,8 |
|
Uc B |
5,3 |
6,1 |
8 |
13 |
19,5 |
9 |
5 |
3,2 |
2,3 |
1,7 |
|
Рассчитать |
||||||||||
|
Z Ом |
3 |
1,4 |
0,76 |
0,35 |
0,19 |
0,34 |
0,55 |
0,75 |
0,9 |
1,1 |
|
Zk Ом |
0,25 |
0,36 |
0,5 |
0,6 |
0,76 |
0,9 |
1 |
1,2 |
1,35 |
1,5 |
|
Rk Ом |
0,23 |
0,2 |
0,181 |
0,183 |
0,187 |
0,199 |
0,205 |
0,223 |
0,24 |
0,247 |
|
XL Ом |
0,01 |
0,1 |
0,22 |
0,33 |
0,54 |
0,77 |
0,96 |
1,4 |
1,76 |
2,2 |
|
L мкГн |
6,4 |
35,4 |
53,9 |
61,8 |
81,9 |
98 |
105,4 |
135,1 |
151,4 |
170,9 |
|
XС Ом |
3 |
1,7 |
1,2 |
0,9 |
0,75 |
0,62 |
0,55 |
0,48 |
0,43 |
0,38 |
|
С мкФ |
212,3 |
208,2 |
204,1 |
208,2 |
202,2 |
205,5 |
199,7 |
201,1 |
200,2 |
204,4 |
|
0,0271 |
0,0116 |
0,0095 |
0,0088 |
0,0077 |
0,0070 |
0,0068 |
0,0060 |
0,0057 |
0,0053 |
|
|
0,174 |
0,412 |
0,514 |
0,545 |
0,636 |
0,691 |
0,727 |
0,820 |
0,870 |
0,914 |
|
|
Q |
0.003 |
0.07 |
0.3 |
1 |
2.8 |
2.3 |
1.7 |
1.93 |
1.95 |
2 |
Определить резонансную частоту, волновое сопротивление и добротность исследуемого контура
Расчетные формулы
; ; ; ; ; ; мкФ
; ;
Поостроение графиков:
1.
2.
3.
4.
5.
Контрольные вопросы
PAGE \* MERGEFORMAT 1
R
XL
XС
U
R
L
С
Z()
I()
o
Imax
Zmin
()
-90o
V
Rk
A
U f = var
L
С
Катушка индуктивности
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3