Исследование цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления, катушки индуктивности и конденсатора. Резонанс напряжений

Цель работы: опытным путем установить резонанс напряжений и проверить его основные свойства.

Рисунок 1- Схема электрической цепи

Таблица 1- Технические данные приборов и оборудования

Краткие теоретические сведения

В цепи переменного тока с последовательным соединением катушки индуктивности и конденсатора возникает резонанс напряжений при условии равенства реактивных сопротивлений. В момент резонанса напряжений полное сопротивление цепи минимально и равно активному сопротивлению, т.к. Х _L = X _C и реактивное сопротивление равно нулю. Ток в цепи будет максимальным. Напряжение на емкости и катушке равны U _L = U _C, полное напряжение является активным и совпадает по фазе с током, т.е. φ= 0, cosφ=1.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с приборами и порядком их включения в цепь.

Подготовить приборы к работе.

2. Записать технические данные приборов в таблицу 1.

3. Собрать электрическую цепь и дать проверить ее преподавателю.

4. Включить цепь. С помощью автотрансформатора установить общее напряжение

20 В и, поддерживая его постоянным, снять показания приборов при неизменной

 емкости 6 мкФ и изменении индуктивности:

1 опыт – сердечник полностью вставлен в катушку Х _L › Х _C (U _L › U _C)

2 опыт – сердечник частично выдвинут из катушки (установлен в такое

 положение, при котором в цепи максимальное значение тока, или вольтметры

 PV _L и PVс показывают одинаковые значения). Х _L = Хс (U _L = UсС)

3 опыт – сердечник полностью выдвинут из катушки. Х _L ‹ Хс (U _L ‹ Uс).

5. Показания приборов и результаты расчетов занести в таблицу 2.

6. Результаты измерений показать преподавателю.

7. Разобрать электрическую цепь, привести в порядок рабочее место.

Таблица 2- Результаты измерений и расчетов

№

Измерения

Вычисления

Условия опытов

U

I

UL

Uс

P

Z

ZK

RK

ХL

Хс

Ua

UL

cosφ

В

А

В

В

Вт

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

В

В

1

ХL › ХC

2

ХL = Хс

3

ХL ‹ Хс

Таблица 3- Указания к расчету

Построить векторные диаграммы тока и напряжений для каждого опыта

Содержание отчета

- название и цель работы;

- схема электрической цепи;

- таблица с техническими характеристиками приборов и оборудования;

- таблица с результатами измерений и вычислений;

- таблица с расчетами электрических параметров (расчет первой строки);

- ответы на контрольные вопросы;

- вывод по работе.

Контрольные вопросы

1. Назовите способы настройки контура в резонанс напряжений. Какой из них использован в лабораторной работе?

2. Укажите практическое применение резонанса напряжений.

3. Назовите условия возникновения резонанса напряжений.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5