Порядок выполнения лабораторной работы № 5

Лабораторная работа № 5

«Резонанс токов»

Цель работы:

Изучить условия возникновения и признаки резонанса токов. Исследовать параллельное включение R, L, C элементов в цепи синусоидального тока при изменении емкости С.

Если в цепи с параллельным соединением b_L = b_C, то полная проводимость:

Угол j = 0, следовательно, ток и напряжение совпадают по фазе. Такой режим называют резонансом токов. Коэффициент мощности при резонансе cosj = 1 (другие признаки-следствия резонанса токов смотри в конспекте лекций или в учебнике). На практике для повышения cosj подключают конденсатор (С_рез) параллельно катушке индуктивности;прирезонансе ток в неразветвленной части цепи (в проводах питающей линии) становится минимальным, потери напряжения в проводах питающей линии становятся минимальными, потери мощности в проводах питающей линии становятся минимальными.

«Резонанс токов»

1. Собрать цепь по схеме рис. 5.1. (использовать панели № 3 и № 4 лабораторного стенда, измерительный комплект К505.) Измерительный комплект К505 (рис. К.1.) содержит амперметр, ваттметр, вольтметр, соединенные по схеме, представленной на рис. К.2. (С. 29).

2. Установить ЛАТРом такое напряжение U, при котором токи в цепи I₂, I₃ будут равны 0,4А¸0,9А (или величинам, указанным преподавателем).

3. Изменяя емкость (С) батареи конденсаторов с шагом DС = 10 мкФ, снять показания всех приборов и занести в табл. 5.1.

Рис. 5.1. Схема параллельного соединения элементов цепи

к измерительному комплекту К505

Таблица 5.1.

ИЗМЕРЕНО
С, мкФ	U, В	I, А	Iк=I2, A	Iс=I3, A	P, Вт
и т.д.

Продолжение таблицы 5.1.

ВЫЧИСЛЕНО
y, См	g, См	yк, См	gk, См	bL, См	bc, См	b, См	IRк, А	IL, А	Q, ВАр	S, ВА	cosj

4. Определить резонансную строчку (ток в неразветвленной части цепи минимальный).

6. Руководствуясь правилами приближенных вычислений (С. 26-28), заполнить ячейки в табл. 5.1.: для резонансной строчки, для 4-х дорезонасных строчек, для 4-х послерезонасных строчек.

7. Определить величину уменьшения (в %) потери активной мощности в проводах питающей линии (сравнить Р при С=0 и при С=С_рез.).

8. Построить векторные диаграммы, а также треугольники проводимостей и треугольники мощностей для случаев С=0, С<С _рез., С=С _рез., С > С_рез..

9. Руководствуясь рекомендациями построения графиков (С.4.), построить в одних осях координат и проанализировать графики зависимостей: I_L(C), I_C(C), y(C), I(C), cosj (C).

Формулы для вычислений

g =P / U², g_к=g, y = I / U,

y_к=I_к / U, b_L= b_c=I_c / U,

I _Rк = U ´ g_к = P_к / U, где

Q_L=b_L´U², Q_C=b_C´U², Q=b´U², S=I´U, cosj=P / S.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ к темам:

«Параллельное соединение R, L, C элементов

в цепях синусоидального тока»,

«Резонанс токов».

1. Начертить векторную диаграмму для произвольной цепи, содержащей параллельное соединение R, L, C.

2. Что изменится в векторной диаграмме, если исключить из схемы какой-либо элемент цепи?

3. Записать формулы для определения проводимостей любого элемента схемы, представленной на рис. 5.1.

4. Параллельное соединение R, L, C в цепи переменного синусоидального тока. Векторная диаграмма токов и напряжений, треугольник проводимостей, треугольник мощностей.

5. Начертите схему параллельного соединения R, L, C. Начертите для этого соединения векторную диаграмму, напишите взаимосвязи сторон полученного треугольника. Расшифруйте обозначения.

6. Начертите схему параллельного соединения R, L, C. Как получить треугольник проводимостей? Начертите треугольник проводимостей, напишите формулу для взаимосвязи сторон этого треугольника. Расшифруйте обозначения сторон. для какого вида тока справедлива формула?

7. Начертите схему параллельного соединения R, L, C. Как получить треугольник мощностей? Начертите треугольник мощностей, напишите формулу для взаимосвязи сторон этого треугольника. Расшифруйте обозначения сторон. для какого вида тока справедлива формула?

8. Начертите схему параллельного соединения R, L. Начертите для этого соединения векторную диаграмму, напишите формулу для взаимосвязи сторон полученного треугольника.

9. Начертите схему параллельного соединения R, L. Как получить треугольник проводимостей? Начертите треугольник проводимостей, напишите формулу для взаимосвязи сторон этого треугольника. Расшифруйте обозначения сторон.

10. Начертите схему параллельного соединения R, L. Как получить треугольник мощностей? Начертите треугольник мощностей, напишите формулу для взаимосвязи сторон этого треугольника. Расшифруйте обозначения сторон.

11. Начертите схему параллельного соединения R, C. Начертите для этого соединения векторную диаграмму, напишите формулу для взаимосвязи сторон полученного треугольника.

12. Начертите схему параллельного соединения R, C. Как получить треугольник проводимостей? Начертите треугольник проводимостей, напишите формулу для взаимосвязи сторон этого треугольника. Расшифруйте обозначения сторон.

13. Начертите схему параллельного соединения R, C. Как получить треугольник мощностей? Начертите треугольник мощностей, напишите формулу для взаимосвязи сторон этого треугольника. Расшифруйте обозначения сторон.

14. Начертите схему параллельного соединения L, C. Начертите для этого соединения векторную диаграмму, напишите формулу для взаимосвязи сторон полученного треугольника. Расшифруйте обозначения.

15. Начертите схему параллельного соединения L, C. Как получить треугольник проводимостей? Начертите треугольник проводимостей, напишите формулу для взаимосвязи сторон полученного треугольника.

16. Начертите схему параллельного соединения L, C. Как получить треугольник мощностей? Начертите треугольник мощностей, напишите формулу для взаимосвязи сторон этого треугольника. Расшифруйте обозначения сторон.

17. Резонанс токов и его учет на практике. Дайте определение явления резонанса токов.

18. Условия резонанса токов.

19. Следствия (признаки) резонанса токов.

20. Начертите для резонанса токов векторную диаграмму. Расшифруйте обозначения.

21. Где находит применение резонанс токов?

22. Как определить по таблице измерений и вычислений резонансную емкость С_рез?

23. Как определить по графикам резонансную емкость С_рез?

Дата добавления: 2015-05-06