Исследование линейных электрических цепей

С.А. Васюков, О.И. Мисеюк

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА (РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ)

Методические указания к выполнению лабораторной работы

Москва

ИЗДАТЕЛЬСТВО

МГТУ им. Н.Э. Баумана

2017

 

УДК 621.3

 

Рецензент    

 

Васюков С.А., Мисеюк О.И.

Исследование линейных электрических цепей синусоидального тока (резонанс напряжений): методические указания к выполнению лабораторной работы по курсам «Электротехника», «Электротехника и электроника» С.А.Васюков, О.И.Мисеюк – М.: Изд – во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2018 – 27,[2] с.: ил.

В методических указаниях изложены основные теоретические сведения по цепям синусоидального тока, даны определения резонанса напряжений и токов. Приведены нормированные частотные характеристики последовательного колебательного контура. Представлены задание, порядок выполнения и методические указания к проведению работы, а также контрольные вопросы.

Для студентов 2 – 4 курсов МГТУ им. Н.Э.Баумана, обучающихся по программам бакалавриата и специалитета и изучающих дисциплины «Электротехника», «Электротехника и электроника» на кафедре «Электротехника и промышленная электроника»

© Издательство МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2018

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ.. 4

1. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.. 5

1.1. Последовательный колебательный контур. 5

1.2. Частотные характеристики последовательного колебательного контура. 6

2. ЗАДАНИЯ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ... 9

2.1. Изучите описание лабораторного стенда (методические указания «Стенд и приборы для исследования электрических цепей») 9

2.2. Исследование линейной электрической цепи при последовательном.. 9

соединении катушки индуктивности L и конденсатора С (резонанс напряжений) 9

2.2.1. Измерьте активное сопротивление катушек индуктивности. 10

2.2.2. Соберите схему на наборном поле. 12

2.2.3. Активация виртуальных измерительных приборов. 14

2.2.4. Измерение резонансных частот при различных параметрах элементов схемы.. 14

2.2.5. Частотные характеристики резонансного контура. 16

ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ.. 24

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ... 25

ЛИТЕРАТУРА.. 26

ПРЕДИСЛОВИЕ

Современное высшее техническое образование, ориентированное на формирование профессиональных компетенций, уделяет большое внимание подготовке специалистов, владеющих как теоретическими знаниями, так и современными методами исследования. Особо выделяется способность проводить исследования физических процессов и свойств объектов с выбором технических средств, методов измерений, обработки и представления результатов. А эта способность во многом формируется в результате выполнения лабораторных практикумов.

При выполнении лабораторных работ по электротехнике преследуются две основные цели. Первая цель – закрепление на практике основных положений курса. Вторая цель – научить студента навыкам работы с электроизмерительными приборами. Цепи синусоидального тока нашли широкое применение как в промышленности, так и в повседневной жизни. Их расчет, особенно с применением комплексного метода, является составной частью подготовки современного инженера. Резонансные явления в цепях синусоидального тока встречаются при проектировании фильтров, корректирующих устройств автоматики, электронных генераторов и.т.п. Именно поэтому лабораторная работа по изучению цепей синусоидального тока является одной из базовых работ курса электротехники.

Цель лабораторной работы – изучение основных свойств, законов и режимов работы линейных электрических цепей синусоидального тока. Экспериментальное определение значений параметров элементов, входящих в исследуемую цепь, изучение их влияния на режим ее работы; экспериментальное исследование режима резонанса напряжений.

ЗАДАНИЯ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Форма отчета или предоставляется студентам в электронном виде лектором потока, или копируется и распечатывается с сайта кафедры http://fn.bmstu.ru/learning-work-fs-7/laboratory-works-fs-7.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Почему в последовательной R- L- C цепи изменение емкости конденсатора приводит к изменению значения тока , коэффициента мощности , активной P и полной S мощностей?

2. Как добиться резонанса при последовательном соединении сопротивлений R- L- C элементов, и по каким признакам убедиться, что в цепи наступил резонанс?

3. В последовательной R- L- C цепи установлен режим резонанса напряжений. Сохранится ли резонанс, если:

а) параллельно конденсатору подключить активное сопротивление;

б) параллельно катушке индуктивности подключить активное сопротивление;

в) последовательно включить активное сопротивление?

4. В последовательной R- L- C установлен режим резонанса напряжений. Как изменится активная мощность, если:

а) последовательно включить активное сопротивление, конденсатор;

б) параллельно зажимам источника подключить активное сопротивление, конденсатор?

5. Как примерно изменятся графики, рис. 11, если уменьшить сопротивление ?

6. Объясните, как качественно изменится векторная диаграмма напряжений, построенная при , если увеличить частоту питающего напряжения?

7. Объясните, как качественно изменится векторная диаграмма напряжений, построенная при , если увеличить емкость ?

8. Что такое добротность резонансного контура? Объясните, как найти добротность по экспериментальным данным и по графикам.

9. Как изменится добротность последовательного контура (рис. 7) при замыкании ключа К?

10. Объясните, почему при резонансе напряжений, ток принимает максимальное значение?

 

ЛИТЕРАТУРА

Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники: учебник для вузов. В трех частях. Часть первая. М.: Издательство «Энергия», 1970. 592 с.

Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. СПб.: БХВ-Петербург, 2012. 551 с.

Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника центр «Академия», 2010. 544 с.

 

 

С.А. Васюков, О.И. Мисеюк

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ