Экспериментальная часть Задание
Определить экспериментально параметры катушки индуктивности, рассчитать резонансную ёмкость параллельно включенного конденсатора, снять зависимость токов в цепи от ёмкости, построить векторные диаграммы для трёх случаев С<Cрез, С=Срез и С>Cрез.
Порядок выполнения эксперимента
Соберите цепь (принципиальная схема рис. 3.1, монтажная – 3.2), включив в каждую ветвь по миниблоку для подключения амперметра. Конденсаторы в первом опыте не включайте.
Рис.3.2
Установите частоту питающего напряжения 1000 Гц, максимальную амплитуду и измерьте напряжение, на входе цепи, ток и мощность, потребляемые цепью. Результаты измерений запишите в табл. 3.1.
Вычислите параметры катушки и ожидаемую резонансную ёмкость. Все формулы приведены в разделе «Общие сведения»
Таблица 3.1
Измерения |
Вычисления |
||||||
U, B |
I, мА |
P, мВт |
Yк, 1/Ом |
к, град |
BL, |
Cрез, мкФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Устанавливайте параллельно индуктивности поочерёдно различные конденсаторы как показано на рис. 3.2, измеряйте и записывайте в табл. 3.2 значения токов в трёх ветвях цепи.
На рис. 3.3 постройте графики изменения токов от ёмкости параллельно включенного конденсатора и по минимуму тока определите фактическую резонансную ёмкость. Сравните её с расчётным значением.
Таблица 3.2
С, мкФ |
0,22 |
0,47 |
0,69 (0.22+0.47) |
1 |
1.22 (1+0.22) |
1.47 (1+0.47) |
Iк, мА |
|
|
|
|
|
|
IС, мА |
|
|
|
|
|
|
I, мА |
|
|
|
|
|
|
На рис. 3.4 постройте векторные диаграммы для трёх случаев: С<Cрез, С=Cрез и С>Cрез. Для резонансного режима значения токов возьмите из графика.
Рис. 3.3
Рис. 3.4
Вопросы к допуску для выполнения работы
1. Что такое резонанс токов в разветвленной цепи?
2. При каких соотношениях реактивных параметров может быть реализован резонанс токов?
3. Как с помощью осциллографа и измерительных приборов определить, имеет ли место в контуре резонанс?
4. Зачем в неразветвленную часть цепи добавляется дополнительное малое активное сопротивление?
5. Покажите на схеме, с каких участков подавать напряжения на коммутатор, чтобы посмотреть осциллограммы напряжения на контуре, общего тока в цепи и тока в каждой ветви отдельно.
Контрольные вопросы к защите работы
1. Векторная диаграмма напряжения и тока цепи, содержащей емкость. Комплексная проводимость этой цепи.
2. Векторная диаграмма тока и напряжения для цепи, содержащей катушку индуктивности. Комплексная проводимость этой цепи.
3. Комплексная проводимость разветвленной цепи, содержащей активное и индуктивное сопротивление, фазовые соотношения между током и напряжением, мощность.
4. Разветвленная цепь, с активным сопротивлением, катушкой индуктивности и с конденсатором. Комплексная проводимость цепи. Фазовые соотношения между током и напряжением, мощность.
5. Резонанс токов. Векторная диаграмма токов.
6. Объясните зависимости I, IС, IL, IR, cos от C.