Результаты исследования резонанса токов

 

Измерено

Вычислено

С, мкФ

P, Вт

U, В

сosφ

I, A

IK, A

IC, A

y, См

z, Ом

RK, Ом

XK, Ом

XC, Ом

GK, См

BK, См

BC, См

IKa, А

IKр, А

 

3. Для исследуемых режимов произвести необходимые вычисления в соответствии с табл. 6.1. При определении активного сопротивления катушки принять, что в конденсаторе нет потерь, и поэтому ваттметр на входе цепи показывает активную мощность катушки индуктивности.
В связи с этим активное сопротивление катушки

,

где P – показания ваттметра; – ток катушки.

4. По данным табл. 6.1 построить зависимости:

.

Все кривые построить на одной координатной плоскости. Также построить

5. Построить векторную диаграмму напряжения и токов для резонансного режима.

6. Записать выводы по работе.

 

Контрольные вопросы

 

1. Дать определение резонанса. Перечислить способы получения резонанса в электрических цепях.

2. Какие энергетические процессы характеризуют активная и реактивная мощности?

3. Докажите, что в цепи с параллельным включением элементов возможны условия, при которых ток какой-либо ветви будет превышать ток неразветвленного участка?

4. Какой режим в электрической цепи называют резонансом токов?

5. Чем отличается резонанс токов от резонанса напряжений?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫХ КАТУШЕК

Цель работы: определение параметров индуктивно-связанных катушек, исследование влияния взаимной индуктивности и вида соединения катушек на режим работы цепи, аналитический расчет цепи с индуктивно связанными элементами.

 

Основные теоретические положения

Если ток создает в одной из катушек с числом витков W ₁ магнитный поток (рис. 7.1), и часть этого потока пронизывает другую катушку с числом витков W ₂, то катушки индуктивно связаны между собой.

 

 

Рис. 7.1. Индуктивно связанные катушки

 

Может быть и наоборот: часть потока второй катушки , созданного в ней током , пронизывает первую катушку. Эти частичные потоки и называются потоками взаимоиндукции, а потоки и – потоками самоиндукции.

Собственные потокосцепления (потокосцепления самоиндукции) соответственно первой и второй катушек

; ;

потокосцепления взаимной индукции

;

 

собственные и взаимные индуктивности

.

В линейной цепи справедлив принцип взаимности

.

Направление магнитного потока связано с направлением создающего его тока правилом «буравчика» (правой руки). Чтобы учесть ориентацию потоков само- и взаимоиндукции в одной катушке, вводится понятие одноименных зажимов. Зажимы, принадлежащие разным катушкам, называются одноименными и обозначаются на схеме одинаковыми символами (точки, звездочки), если при одинаковой ориентации токов по отношению к этим зажимам потоки само- и взаимоиндукции складываются (направлены в одну сторону).

Напряжения на индуктивно связанных элементах определяются по закону электромагнитной индукции и их также можно представить в виде суммы составляющих само- и взаимоиндукции:

Знак «плюс» в этих выражениях соответствует одинаковой ориентации токов по отношению к одноименным зажимам (согласное включение), «минус»- различной ориентации (встречное включение).

В установившемся синусоидальном режиме действующие значения напряжений само- и взаимоиндукции

где – сопротивление взаимной индуктивности.

Наличие индуктивной связи изменяет величину эквивалентного реактивного сопротивления. Для последовательного соединения индуктивно связанных катушек

Отсюда по данным опытов могут быть найдены сопротивление взаимной индукции и взаимная индуктивность М:

Сравнение величин эквивалентных сопротивлений приводит к способу экспериментального определения одноименных зажимов: если при одинаковом напряжении измерить токи при согласном и встречном включении катушек, то ток при встречном включении окажется больше.

Порядок выполнения работы

 

1. Ознакомиться с оборудованием и приборами, записать их технические характеристики.

2. Собрать рабочую схему (рис. 7.2). В качестве сопро­тив­ле­ния Z подключать поочередно: а) первую катушку; б) вторую; в) последовательно соглас­ное соединение катушек;
г) последовательное встречное соединение катушек.

Каждое исследование проводится при 3–4 значениях тока в пределах 1–2 А.

3. Результаты измерений и вычислений занести в табл. 7.1.

 

Таблица 7.1