IV. Порядок выполнения работы

     1.Собрать часть схемы, включающую два вольтметра, ваттметр, амперметр, катушку индуктивности и магазин конденсаторов (рис. 7.5).

     2.Подключить собранную схему к нагрузочным зажимам ЛАТРа-2М.

     3.Установить емкость в магазине конденсаторов в пределах 15÷20 мкФ.

     4.С помощью двух вилок подать напряжение 127 В на ЛАТР-1М и 220 в на выпрямитель питающий обмотку возбуждения однофазного синхронного генератора ОСГ.

         

 

     5.После того как двигатель и генератор начнут вращаться, с помощью ЛАТРа-2М установить на входе исследуемой цепи напряжение величиной 15÷20 В, что контролируется с помощью вольтметра V₁, а затем с помощью ЛАТРа-1М ступенчато (через 10÷20 делений по шкале ЛАТРа-1М) повышать напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения ДПТ. Т.к. выходное напряжение ОСГ при этом будет меняться, то с помощью ЛАТРа-2М его нужно поддерживать в пределах 15÷20 В.

     6.На каждой ступени установленной ЛАТРом-1М после регулировки напряжения ЛАТРом-2М, зафиксировать показания V₁, W, A, V_нс и занести их в таблицу 7.1.

     7.Для выполнения лабораторной работы в полном объеме должны быть зафиксированы показания приборов для 10÷12 ступеней выставленных ЛАТРом-1М, причем 5÷6 ступеней до резонанса и 5÷6 ступеней – после резонанса.

     8.Режим резонанса можно определить по моменту, когда ток в цепи (по показанию амперметра) достигает максимального значения и начинает уменьшаться.

     9.Интервалы регулирования частоты вблизи резонанса следует сузить, чтобы как можно точнее определить ω₀, ω_0С, ω_0L.

     10.Показания приборов заносятся в таблицу 7.1 в действующих значениях

                                                                                                                 Таблица 7.1

Измерено

Рассчитано

№ дел.

V1

A

W

VL

VC

ω

xC

f

xL

X=xL-xC

z

±φ

U1

I

P

UL=I·xL

UC=I·xC

B

Вт

Вт

В

В

Р/с

Ом

Гц

Ом

Ом

Ом

град.

 

     11. Результаты измерений предъявляются преподавателю, после чего собранная часть схемы разбирается.

     12. По выбранной в п.3 емкости и данным таблицы 7.1 вычисляем:

     12.1. Реактивные сопротивления X_C=U_C/I; X_L=U_L/I, угловую ω=1/(x_c·C) и циклическую f=ω/2π частоты.

     12.2 Определив резонансную частоту ω₀ при которой U_L0=U_C0, а ток максимален и равен I_0max, рассчитываем X_C0=1/ω₀C=ρ=X_L0, а затем определяем индуктивность катушки L=x_L0/ω₀=ρ/ω₀=x_C0/ω₀, а также r=U_0m/I_0m, после чего находим:

     - добротность контура Q_* и его затухание “d”

                                            Q_*= ρ/r; d=1/Q_*=r/ρ,                                         (7.15)

     - реактивное сопротивление катушки x_L=ω·L=ω·ρ/ω₀                               (7.16)

     - результирующее реактивное сопротивление:

x=x_L-x_C=ω·ρ/ω₀ – U_C/I;                                    (7.17)

     - модуль полного сопротивления цепи Z:

;                                  (7.18)

     - косинус угла сдвига по фазе между входным током и напряжением

                                  cosφ=P_W/(U_V1·I_A);                                             (7.19)

     - угол сдвига по фазе между входным током и напряжением

φ=arcos [P_W/(U_V1·I_A)],

 

(7.20)

 

 

     12.3 По известным L и C параметрам определяем  и сравниваем с экспериментально найденной резонансной частотой.

     12.4 Строим частотные характеристики цепи:

- x_L(ω); x_C(ω), x(ω)=[x_L(ω) - x_C(ω)] – на одном графике;

- φ(ω) – фазочастотную характеристику – на втором графике;

- I_m(ω), U_m(ω), U_нm(ω), U_сm(ω) – амплитудно-частотные характеристики – на третьем графике.

 

IV. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

     1. Схема лабораторной установки с указанием применяемых приборов.

     2.Основные расчетные формулы и таблица измерений и результатов расчетов.

     3.Графики частотных характеристик, поименованные в п.12.4.

     4.Контрольные вопросы и ответы на них в письменной форме.

 

V. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

     1.Как изменились бы резонансные кривые при уменьшении активного сопротивления R, при увеличении R?

     2.Чему равен коэффициент мощности цепи при резонансе?

     3.Как изменится резонансная частота ω₀, если параллельно конденсатору включить резистор R?

     4.Почему напряжения U_L и U_C достигают максимального значения не при резонансе?

     5.Что называется добротностью контура Q и как она связана с затуханием d?

     6.Доказать, что x_L0=ρ, x_C0=ρ.

     7.Почему режим резонанса напряжений нежелателен в силовых электрических цепях?

 

                                              

                    

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8