Главная Обратная связь

Дисциплины:






Пояснение к лабораторному стенду



Омский государственный технический университет

Кафедра «Теоретической и общей электротехники»

Лабораторная работа № 2

Исследование электрических цепей синусоидального тока.

Резонанс напряжений

 

 

Омск 2011

Лабораторная работа № 2

Исследование электрических цепей синусоидального тока.

Резонанс напряжений

Цель работы

Исследование явления резонанса напряжений при последовательном соединении катушки индуктивности и конденсатора. Исследование соотношений между током и напряжением в электрической цепи синусоидального тока, содержащей катушку индуктивности и конденсатор.

 

Пояснение к лабораторному стенду

 

Работа выполняется на универсальном лабораторном стенде. С помощью перемычек собирается электрическая цепь (рис. 1). Резонанс напряжений дост игается за счет введения в катушку индуктивности ферромагнитного сердечника и плавного изменения его положения.

Рис.1

 

Резонансом в электрических цепях называется явление, при котором входное реактивное сопротивление всей цепи равно нулю. При этом ток и напряжение на входе цепи совпадают по фазе, а эквивалентное сопротивление всей цепи будет чисто активным.

Для режима резонанса в цепи, представленной на рис. 1, характерна возможность возникновения, равных по модулю напряжений на катушке индуктивности и конденсаторе, существенно превышающих напряжение питания цепи U (отсюда название – резонансное напряжение).

Условие возникновения резонанса напряжений в последовательном контуре

 

xL = xC, при этом .

Из этого соотношения видно, что резонанса в цепи можно достичь, варьируя либо частотой приложенного напряжения, либо параметрами цепи «L» и «C», либо тем и другим одновременно.

Если в цепи возник резонанс напряжений, то резонансная частота равна

 

.

 

Резонансный контур характеризуется следующими параметрами:

- волновое сопротивление ;

- добротность контура , где .

 

Исследование явления резонанса в данной работе осуществляется изменением положения ферромагнитного сердечника внутри катушки индуктивности.

Ток в одноконтурной цепи, состоящей из последовательно соединенных элементов (рис. 1), находится по закону Ома.

,

где Z – входное комплексное сопротивление цепи, равно сумме сопротивлений отдельных ее элементов:

.

 

При резонансе реактивные сопротивления скомпенсированы xL = xC, поэтому полное сопротивление цепи минимальное (Z = rk). При постоянстве действующего значения напряжения момент наступления резонанса можно определить по максимальному току в исследуемой цепи:



.

Падения напряжения на катушке индуктивности и на конденсаторе рассчитываются следующим образом:

Измерение сдвига фаз φ между U и I осуществляется фазометром.

После определения электрических параметров элементов цепи при резонансе производятся измерения в схеме с одной катушкой индуктивности без сердечника (рис. 2).

Реальная катушка индуктивности обладает электрическим сопротивлением rK и может быть представлена эквивалентной схемой, состоящей из последовательно включенных катушки индуктивности LK и активного сопротивления rK (рис. 2). Векторная диаграмма для такой схемы приведена на рис 3.

Входное комплексное сопротивление цепи, равно сумме сопротивлений отдельных ее элементов:

.

На рис. 4 показана цепь, состоящая из последовательно включенных конденсатора С и активного сопротивления R = rK, а на рис. 5 ее векторная диаграмма. Расчет такой цепи аналогичен предыдущему, а эквивалентное сопротивление цепи равно

.

 





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...