Необходимое оборудование и приборы. - соединительные провода

⇐ Назад

-1

Далее ⇒

- лабораторный стенд;

- сопротивление R1;

- магазин емкостей С;

- ваттметр W;

- амперметрs А1, А2,А;

- вольтметр V;

- соединительные провода.

Порядок выполнения работы

1. Собрать электрическую цепь по схеме:

2. После проверки схемы преподавателем включить питание, установить ёмкость С = 0 и снять показания приборов

3. Последовательно увеличивая ёмкость, сделать 5 опытов. Для каждого значения ёмкости снять показания приборов. Результаты измерений занести в таблицу №1.

Таблица №1

Показания приборов	Результаты расчётов
U	I	I1	I2	P	Cos φ	Sin φ	Ia	Ip	S	Q
В	А	А	А	Вт			А	А	ВА	ВАр

4. Произвести необходимые расчёты. Формулы для расчётов: Cos φ = P / UI; Sin φ = √(1 – Cos²φ); Ia = I ∙ Cos φ; Ip = I ∙ Sin φ; S = UI; Q = √(S² – P²).

5. Результаты расчётов занести в таблицу №1.

6. Построить векторные диаграммы. Так как напряжение в параллельной цепи на всех участках одинаково, построение векторной диаграммы начинается с выбора направления вектора напряжения (обычно по оси ОХ). Вектора токов должны быть построены в масштабе токов (например 0,1 А = 1 см), с учётом того, что активный ток совпадает по фазе с напряжением, а емкостной опережает напряжение на угол 90⁰. Опережения откладываются от вектора напряжения против часовой стрелки. Необходимо построить векторные диаграммы для первого и пятого опытов.

7. Сделать вывод по работе. В выводе должно быть подробно объяснено, как ведут себя все токи (увеличиваются, уменьшаются или не изменяются) в зависимости от изменения ёмкости, каким токам равны активная и реактивная составляющие общего тока.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

Оценка __________ Преподаватель ___________ ( _________________ )

14. Лабораторная работа № 14 «Проверка свойств резонанса напряжений».

Цель работы

Опытным путём установить резонанс напряжений и проверить его основные свойства.

Краткие теоретические сведения.

Резонанс напряжений.

Резонанс напряжений возникает в последовательной R, L ,С цепи.

По критериям резонанса реактивная составляющая входного сопротивления равна 0.

X = X_L - X_C = ω₀L - 1/ω₀C = 0, т. е.

X_L = X_C или ω₀L = 1/ω₀C

Поэтому, частота, с которой наступает резонанс (угловая резонансная частота)

____

ω₀= 1/√ LC

Так, как частота f = ω / 2π, то резонансная частота

____

f₀ = 1 / 2π √ LC

При резонансе сопротивление

_______

ω₀L = 1/ω₀C = √ L / C = ρ

и называется характеристическим сопротивлением последовательного контура.

Действующее значение напряжений на ёмкости и индуктивности получаются одинаковыми (поэтому назвали резонанс напряжений).

U_L = U_C

Добротность контура

q = U_L/U = U_C/U = ρ/R = ω₀L/R = 1/ω₀CR

Активная мощность

P = U_AI = RI²

Реактивная мощность

Q = UI Sin φ = 0, так как φ = 0

Необходимое оборудование и приборы.

- лабораторный стенд;

- магазин емкостей С;

- катушка индуктивности Zk;

- ваттметр W;

- амперметр А ;

- вольтметр V;

- соединительные провода.

Порядок выполнения работы

1. Собрать электрическую цепь по схеме

2. После проверки схемы преподавателем, включить заданное напряжение (не более 25 В). Изменяя ёмкость С, найти резонанс напряжений, при этом ток в цепи достигает максимального значения. Результаты измерений занести в таблицу.

3. Снять по 2 показания при ёмкости меньше резонансной и при ёмкости больше резонансной. Результаты измерений занести в таблицу №1.

Таблица №1

Показания приборов

Результаты расчётов

Примечание

cosφ

Вт

мкФ

Ом

ВАр

ВА

С<Cр

С=Ср

С>Cр

4. Произвести необходимые вычисления. Формулы для расчёта: R=P/I²; Z=U/I; U_R=R∙I; U_L=√(U_k²-U_R²); X_L=U_L/I; X_C=U_C/I; cos φ =R/Z; Q = √(S² P²); S =U ∙ I. Результаты

расчётов занести в таблицу №1.

5. Построить график зависимости I = f (C).

6. Построить векторные диаграммы. Построение векторной диаграммы начинается с выбора направления вектора тока (обычно по оси ОХ). Векторная диаграмма напряжения должна быть построена в масштабе по напряжению (например 10 В=1 См), с учётом того, что активное напряжение совпадает по фазе с током, индуктивное опережает на угол 90^О, а ёмкостное - отстаёт от тока на угол 90^О. Угол опережения откладывается от вектора тока против часовой стрелки, а угол отставания по часовой стрелке. Необходимо построить векторные диаграммы для первого, третьего и последнего опытов (3 диаграммы).

7. Сделать выводы по работе. В выводе должно быть подробно объяснено, как ведёт себя ток (увеличивается или уменьшается) в зависимости от изменения ёмкости. Должно быть определено, в каком опыте произошёл резонанс напряжений.

Контрольные вопросы.

Напишите формулу резонансной частоты.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________

Какое сопротивление называется характеристическим ?

_______________________________________________________________________

Оценка __________ Преподаватель ___________ ( _________________ )

15. Лабораторная работа № 15 «Проверка свойств резонанса токов».

Цель работы:

Опытным путём убедиться в свойствах резонанса тока.

⇐ Назад

-1

Далее ⇒