Проведение эксперимента и обработка данных. 1 Собрать цепь, изображенную на рисунке 43
1 Собрать цепь, изображенную на рисунке 43. В качестве катушки индуктивности и переменной емкости на стенде УИЛС использовать, соответственно, L2 и С4 .
2 Подключить цепь к напряжению питания (в пределах 10…20 В) и с помощью конденсатора переменной емкости установить соизмеримые значения токов в параллельных ветвях (по величине ненамного отличающиеся между собой). Измерить напряжение цепи и токи, данные занести в таблицу 24.
Таблица 24 – Данные эксперимента
| U, B | I, A | I1(к), A | I2(С), A | ук, См | ILk, A | Iak, A | bL(k), См | gk, См | φк, град |
По результатам опыта студентам предлагается построить векторную диаграмму и самостоятельно вывести соотношения для определения реактивной и активной составляющих тока катушки, а затем уже определить активную gk и реактивную bLk проводимости катушек, а также φк катушки.
gk = 
; bL(k) = 
; φк = arctg 
(9.4)
Резонансные значения также занести в таблицу 24
3 С помощью конденсатора переменной емкости С4 установить режим резонанса токов. Измерить напряжение и токи для режима резонанса и данные занести в таблицу 25.
Изменяя значение С в меньшую и большую стороны от Срез (по 5…6 значений), выполнить измерения ранее указанных величин и занести их в таблицу 25.
Таблица 25 – Измеренные и вычисленные данные в соответствии
с пунктами 3, 4 эксперимента
| № | Измерено | Вычислено | |||||||||||
| U, B | I, A | Iк, A | IС, A | С, мкФ | bC, См | ук, См | Iak, A | Ipk, A | gk, См | bL(k), См | уцепи, См | φцепи град | |
| С=0 | |||||||||||||
| С=Со(рез) | |||||||||||||
| С=Сmax |
Используя ранее вычисленные значения проводимостей катушки, определить все величины, указанные в таблице 24.
4 По результатам эксперимента построить векторные диаграммы:
а) для режима резонанса токов (ILk = IC);
б) для режима активно-индуктивного характера нагрузки (ILk >IC);
в) для режима активно-емкостного характера нагрузки (ILk <IC).
5 По данным вычислений построить в одних координатах зависимости (bC, bL, g, ук, уцепи) = f (C); в других координатах – зависимости (IС, IL, Ia, Ik, I) = f (C). Пояснить характер этих зависимостей.
Контрольные вопросы
1 Назовите условие резонанса токов в параллельной цепи.
2 Как можно установить режим резонанса токов и как убедиться в том, что режим резонанса установлен?
3 Какие физические явления происходят в резонансном контуре, как он ведет себя по отношению к источнику электрической энергии?
4 Какой проводимостью обладает идеальный параллельный контур в момент резонанса, в котором отсутствует активная проводимость?
5 Чем отличаются зависимости проводимостей и токов от переменной емкости от зависимости этих же величин от частоты питающего напряжения?
Литература
1 Рибалко, М. П. Теоретичні основи електротехніки. Лінійні електричні кола : підручник / М. П. Рибалко, В. О. Єсауленко, В. І. Костенко. – Донецьк : Новий світ, 2003. – C. 99-101.
2 Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи : учебник / Л. А. Бессонов. – 10-е изд. – М. : Гардарики, 2002. – С. 108-110. – ISBN 5 – 8297 – 0026 – 3.
Лабораторная работа 9
ИНДУКТИВНО-СВЯЗАННЫЕ ЦЕПИ
Цель работы: исследовать последовательное и параллельное включение индуктивно-связанных катушек, научиться экспериментально определять коэффициент взаимной индуктивности и строить векторные диаграммы индуктивно-связанных цепей.