Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Краткие теоретические сведения. Цель работы:Установление условийвозникновения резонанса токов




РЕЗОНАНС ТОКОВ

Лабораторная работа № 4

Цель работы: Установление условийвозникновения резонанса токов. Исследование частотныхзависимостей напряжений на элементах параллельного резонансного контура.

 

Домашнее задание

1. Напишите формулы для определения активной, индуктивной, емкостной и полной проводимостей электрической цепи.

2. Дайте определение резонанса токов.

3. Как можно установить наличие резонанса токов в электрической цепи?

4. Чем отличается резонанс токов от резонанса напряжений?

5. Поясните, оказывает ли влияние на потребляемую активную мощность, параллельно включенная в электрическую цепь емкость.

 

В электрических цепях переменного тока при параллельном соединении реактивных сопротивлений может возникнуть резонанс токов. Это происходит в том случае, когда в одних ветвях преобладает реактивное индуктивное сопротивление, а в других – реактивное емкостное сопротивление. При взаимной компенсации реактивных токов в параллельно включенных элементах возникающий резонанс называется резонансом токов.

Характерные особенности резонанса токов проанализируем на примере параллельного колебательного контура с потерями энергии, обусловленными резисторами (рис. 1). Для упрощения анализа в параллельный контур введем резисторы с одинаковыми сопротивлениями

Эквивалентная проводимость параллельного контура между точками «a» и «b» определяется выражением

 

Условие резонанса определяется равенством нулю мнимой части входной проводимости параллельного резонансного контура . Заменяя в выражении угловую частоту на резонансную частоту , условие резонанса перепишем в виде

.

Рис. 1 Рис.2

 

Решение уравнения относительно дает выражение

где – волновое (характеристическое) сопротивление.

В идеальном контуре, когда резонансная частота принимает такое же значение, как и в последовательном резонансном контуре. Ток на неразветвленном участке цепи протекать не будет, так как .

При резонансе эквивалентное сопротивление параллельного контура между точками «а» и «б» определяется выражением

Если активные сопротивления, включенные в параллельные ветви не равны между собой, то выражения для расчета и получаются более сложными.

Ток на неразветвленном участке цепи при резонансе определяется выражением

.

Токи в параллельных ветвях при резонансе определяются, используя закон Ома

 

.

 

При малых значениях сопротивлений , когда выполняются неравенства и , угол сдвига фаз между токами и

Из векторной диаграммы (рис. 2) видно, что при малых значениях ток будет отставать по фазе от напряжения почти на 90 0, а ток – соответственно опережать напряжение почти на угол

Описание лабораторного стенда и рабочее задание

1. Собрать схему параллельного резонансного контура, используя съемную панель лабораторного стенда (рис. 3) и расположенные на ней тумблеры . Внимание! При сборке схемы с помощью тумблеров следует учитывать, что перевод тумблера в верхнее положение соответствует замыканию ключа на участке цепи.

На съемной панели параметры цепи таковы:

, , , .

2. Подключить схему непосредственно к генератору низкой частоты (ГНЧ). Установить с помощью ручки управления ГНЧ и вольтметра PV1 действующее значение напряжения в диапазоне В.

Рис. 3

 

3. Используя исходные данные пункта 1 рабочего задания, рассчитать для параллельного резонансного контура:

· резонансную частоту ;

· волновое сопротивление ;

· добротность резонансного контура ;

· параметр затухания ;

· реактивные ( и ) и активные ( и ) составляющие токов в параллельных ветвях;

· токи в параллельных ветвях ( и ), а также ток на неразветвленном участке цепи при резонансе;

· добротность резонансного контура .

При выполнении расчетов по пункту 2 рабочего задания использовать следующие соотношения:

 

, , , ,

, ,

, , .

4. В цепи (рис. 5), находящейся под напряжением, изменяя частоту ГНЧ с помощью ручек управления «Грубо» и «Точно» в окрестности расчетного значения , найти резонансную частоту опытным путем, так, чтобы на экране осциллографа угол сдвига фаз между напряжением на зажимах вторичной обмотки трансформатора (канал A) и напряжением (канал B) был близок нулю.

5. В электрической цепи (рис. 3) измерить ток , входное напряжение вольтметром PV1, токи в параллельных ветвях и амперметром PA1, последовательно подсоединяя его к участку цепи, а также угол сдвига фаз между приложенным напряжением и напряжением на сопротивлении с помощью осциллографа:

,

варьируя частоту ГНЧ (где = 0, 1, 2) от резонансной частоты через интервалы Гц с помощью ручек управления «Грубо» и «Точно».

Результаты измерений занести в таблицу.

Частота, Гц Опыт Расчет
, В , В , мА , мА , град , мА , мА , мА , Сим , Сим , Сим , Сим
                         
                         
                         
                         
                         

Таблица

6. Дополнить таблицу пункта 4 рабочего задания расчетными данными, определив ток на неразветвленном участке цепи , активную и реактивную составляющие тока в катушке индуктивности, реактивные и проводимости параллельных ветвей, эквивалентные реактивную и активную проводимости цепи.

7. По данным таблицы 1 пункта 5 рабочего задания построить графики зависимости , , и .

8. По данным таблицы 1 пункта 5 рабочего задания построить графики зависимостей , , и .




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-11-29; Просмотров: 1002; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.016 сек.