Теоретические основы электротехники. Часть 2: Лабораторный практикум, страница 4

II. ВАХ конденсатора

7.  Выключить QF-3. Установить регулятор напряжения РН в нулевое положение. Убрать перемычку П₁ и установить перемычку П₂ (в цепи только будет сопротивление R и линейный конденсатор     С »2мкФ). Включить QF-3 и записать в таблицу 2.2  значение входного напряжения U при любом одном значении тока (I » 100 мА).

Таблица 2.2 –  Результаты измерений и расчёта

       параметров конденсатора

Измерено		Вычислено
I , мА	U1 , В	XC , Ом	С,     мкФ

III. ВАХ феррорезонансной цепи

8.  Выключить QF-3. Установить регулятор напряжения РН в нулевое положение. Убрать перемычки П₁ и П₂ – получаем электрическую цепь при последовательном соединении катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником и линейного конденсатора. Включить QF-3. Плавно изменяя напряжение на входе цепи в пределах , снять зависимость U₁(I), отражающую «релейный» эффект в цепи, и зависимость U₂(U₁), отражающую эффект стабилизации напряжения U₂. Полученные данные (» 8 точек) внести в таблицу 2.3. Примерный  вид  зависимостей показан на рисунке 2.3.

  Указания: 1) при увеличении входного напряжения от 0 до скачка тока при напряжении U_1-1 (проявление феррорезонанса) имеем плавное изменение тока I и напряжения U₂. При напряжении U_1-1 наблюдаются скачки тока и напряжения U₂ (точки “a”, “b”) –  зафиксировать по приборам;

                  2) при уменьшении входного напряжения до напряжении U_1-2 имеем плавное изменение тока I и напряжения U₂. При напряжении U_1-2 наблюдаются скачки тока и напряжения U₂ (точки “c”, “d”) –  зафиксировать по  приборам.

Таблица 2.3 – Результаты измерений в феррорезонансной цепи

Точки режима			“a”	“b”	“m”	“n”	“c”	“d”
, В
, В
I, мА	20	30

  Рисунок 2.3 – Экспериментальные зависимости U₁( I )  и  U₂( U₁ )

IV. Обработка опытных данных

9.  По полученным данным для электрической цепи (таблица 2.3) построить экспериментальные зависимости U₁ ( I ) и U₂ ( U₁ ).

10.  По опытным данным для катушки (таблица 2.1) для всех значений тока рассчитать составляющие напряжения цепи (активную составляющую U_R  и индуктивную составляющую U_L):

               ,

 где: R_k = 350 Ом  – суммарное активное сопротивление двух катушек с ферромагнитным сердечником, эквивалентное по схеме замещения катушек индуктивности потерям в проводах катушек и стали сердечников;

       R – сопротивление, напряжение с которого подается на  вертикальный вход осциллографа (указано на стенде).

Результаты расчёта напряжений  U_R  и  U_L внести в таблицу 2.1.

         11. По опытным данным (таблица 2.2) найти ёмкостное  сопротивление конденсатора, значение ёмкости –  внести в таблицу 2.2:

     .

             Для построения ВАХ линейного конденсатора рассчитать значения напряжения на ёмкости для всех значений тока (U_С = X_C ×I). Полученные значения напряжений внести в таблицу 2.1.

12.  Построить в координатах  U – I  на одном рисунке в одном масштабе (по расчётным данным таблицы 2.1):

a)  вольт-амперную характеристику (ВАХ) нелинейной индуктивности U_L(I);

б)  ВАХ линейного активного сопротивления цепи U_R (I);

в)  ВАХ линейного конденсатора U_C (I);

г) ВАХ реактивного напряжения цепи U_р (I), рассчитав для всех значений тока величину эквивалентного реактивного напряжения цепи:  ;

д) ВАХ исследуемой феррорезонансной цепи U(I), рассчитав комплексным методом (для эквивалентных синусоид тока и напряжений) общее напряжение цепи при последовательном соединении активного сопротивления, индуктивности и ёмкости:  .