Краткие теоретические сведения. Разветвленная цепь состоит из последовательно и параллельно соединенных ветвей
Разветвленная цепь состоит из последовательно и параллельно соединенных ветвей. Если произвести определенные преобразования, такую цепь можно представить эквивалентной цепью с последовательным или параллельным соединением элементов [Л.1,3].Рассмотрим параллельную схему соединения рис.1.3.1. Для этой схемы соединения напряжение будет одинаковым для всех параллельных ветвей. Ток неразветвленного участка, согласно первому закону Кирхгофа, равен 
, где I1=Uy1; I2=Uy2; 
-полная проводимость первой ветви; 
реактивная проводи-мость второй ветви. Для “ идеальной ” (R=0) катушки индуктивности, g1=0, a y1=в1. В частном случае, когда в1= в2, 
, a I=0,т.e. при условии равенства реактивных проводимостей параллельных ветвей в цепи возникает режим резонанса токов, для которого характерны некоторые особенности: Ток ucточника.
I = Uy = Ug ; 
; 
I ЛАТР
I1 I2 ~220B
C2
L1
 | |||
 | |||
R1
 |
Pиc.1.3.1. Электрическая схема цепи.
Анализ явления резонанса токов поясним с помощью векторной диаграммы. Построение векторной диаграммы (рис.1.3.2.) начинаем с общего вектора напряжения U. Дaлeе, в принятом масштабе, откладываем вектор тока второй ветви, I2 = Ub2 ;
При R2 ® 0 φ2=-90˚. Из конца вектора I2 откладываем вектор I1.
I2 I1
MI =… 
; MU =… 
j2
U
j j1
I a
Рис.1.3.2.Векторная диаграмма электрической цепи.
Поскольку угол j1 не определен положение вершины “а” треугольника токов определим методом засечек согласно уравнения ,. составленному о первому закону Кирхгофа.
Для идеальной катушки индуктивности R01= 0; g1= 
=0; j1=90°; cosj=0
Для реальной катушки индуктивности R1>0; j1<90°; 
. Режим резонанса токов может быть опасен при bL=bC>>g ,т.е. при больших L и C.Тогда UbL=UbC>>Ug; I1=I2>>I. При больших (нерасчетных) токах в потребителях (L, С) может возникнуть оплавление или возгорание изоляции.
С точки зрения передачи энергии режим близкий к резонансу токов всегда благоприятный, в связи с повышением коэффициента мощности и КПД линии электропередачи.
Порядок выполнения работы.
1. Собрать схему рис.1.3.3.
2. Установить с помощью автотрансформатора (ЛАТРа) напряжение 150 В и поддерживать его во время опыта неизменным. Не производя записей измерений, убедиться, что при изменении емкости от минимального до максимального (или наоборот) значения токов неразветвленной части схемы сначала убывает, а затем возрастает. Изменяя емкость повторно, произвести измерения параметров цепи, таким образом, чтобы состояние близкое к резонансному пройти с меньшим "шагом" изменения емкости С. Результаты измерений занести в табл.
ЛАТР
 | |||
 | |||
L
R C
~220B
 |
Рис.1.3.3. Электрическая схема лабораторной установки.
Таблица
| измерено | ||||||
| N п | С [мкФ] | U [B] | I [A] | I1 [A] | I2 [A] | |
| …… | ||||||
3. По данным опыта построить, в принятых масштабах:
1) три векторные диаграммы для режимов резонанса, до и после резонанса . Последние две построить для величины емкости наиболее удаленной от резонансной.
2) график зависимости I = f(C).
Контрольные вопросы.
1. Условие наступления резонанса токов и его характерные признаки.
2. Как определить ток неразветвленной части цепи?
3. Как определить составляющие полную и эквивалентную проводимости цепи?
4. Какой характер нагрузки соответствует случаям:
IL>IC, IL<IC, IL=IC .
5. Какие значения имеют параметры цепи при резонансе?
6. Как увеличить cosj установки?
7. Чем опасен резонанс токов и когда полезен?
ЛИТЕРАТУРА /1,3/.
РАБОТА N 1.4.ПРОВЕРКА ОДНОФАЗНОГО СЧЕТЧИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
ЭНЕРГИИ.
Цель работы:
Изучение устройства, принципа действия и проверка точности измерения счетчика.