Исследование линейной однофазной электрической цепи синусоидального тока с последовательным соединением элементов (Лабораторная работа № 1.5), страница 3

3.2. Собрать электрическую цепь по схеме рис.5.3а, заменив в схеме рис.5.1а индуктивную катушку на конденсатор регулируемой емкости С. Установить напряжение на входе схемы по пункту 3.1 и изменением величины С установить ток в цепи, близкий к значению тока в п.3.1. Измерить и записать в таблицу 2 значения величин U, U_C, U_R, I и P.

Таблица 5.2

3.3. Собрать электрическую цепь по схеме рис.5.5а, заменив в схеме рис.5.3а реостат R индуктивной катушкой. Установить на входе цепи напряжение (20¸25) В и, изменяя ступенями величину емкости С, установить в цепи режим резонанса напряжений по максимуму тока в цепи. По указанию преподавателя заполнить колонку С таблицы 5.3 значениями емкостей. Устанавливая далее величины емкостей, измерить и записать в таблицу 5.3 значения величин U, U_к, U_C, I, P (для каждого значения емкости С заполняется строка данных).

Таблица 5.3

4. Контрольные вопросы

4.1. Перечислите величины, применяемые при описании электрического состояния линейных цепей синусоидального тока. Укажите соотношения между ними.

4.2. Как рассчитать действующее значение тока в цепи с последовательно соединенными R, L, C-элементами ?

4.3. От каких величин зависит значение угла сдвига фаз между напряжением и током ?

4.4. Дайте определение режима резонанса напряжений. Каковы признаки наличия в цепи этого режима ?

4.5. Дайте физическое толкование активной, реактивной и полной мощности.

4.6. Как рассчитать активную, реактивную и полную мощности источника ЭДС и цепи ? Чему равны эти величины при резонансе напряжений ?

4.7. Дайте определение добротности, характеристического сопротивления и резонансной частоты. Как эти величины связаны с R, L, C-параметрами ?

4.8. Почему напряжения на индуктивной катушке и конденсаторе при резонансе больше, чем напряжение на входе цепи ?

4.9. Дайте определение индуктивности. В каких единицах она измеряется и как реализуется на практике как элемент цепи ?

4.10. Дайте определение емкости. В каких единицах она измеряется и как реализуется на практике как элемент цепи ?

4.11. Запишите выражение для мгновенных и комплексных значений напряжений на R, L и С – элементах, если через них протекает синусоидальный ток.

5. Требования к содержанию отчета

Отчет должен содержать:

·  титульный лист;

·  тему и цель работы;

·  краткие письменные ответы на контрольные вопросы по разделу 4;

·  схему рис.5.1а, таблицу 5.1, выражения для расчета величин Z, R_S, R,     cos j, Z_к, R_к, X_L, L, cos j_к по п.2.2, результаты вычисления этих величин, помещенные в таблицу 5.1, и векторную диаграмму рис.5.1б, построенную в масштабе по данным таблицы 5.1;

·  схему рис.5.3а, таблицу 5.2, выражения для расчета величин Z, R, cos j, X_С и L по п.2.3, результаты вычислений этих величин, помещенные в таблицу 5.2 и векторную диаграмму рис.5.3б, построенную в масштабе по данным таблицы 5.2;

·  схему рис.5.5а, таблицу 5.3, выражения для расчета величин  Z, R_к, X,     cos j, Z_к, , L,  и С и результаты вычислений этих величин (для каждого значения емкости С), помещенные в таблицу 5.3 и векторные диаграммы рис.5.5б для  С_min, C_рез и С_max, построенные в масштабе по данным таблицы 5.3;

·  графики зависимости величин I, U_к, U_C, P и cos j  в функции от емкости С по образцу рис.5.6;

·  параметры f₀ , q , r резонансной цепи рис.5.5, найденные по экспериментальным данным;

·  анализ результатов и выводы.

6. Рекомендуемая литература

6.1. Иванов И.И., Равдоник В.С. Электротехника. – М.: Высшая школа, 1984, с.53-57.

6.2. Волынский Б.А. и др. Электротехника. – М.: Энергоатомиздат, 1987, с.56-92, 116-119.

6.3. Общая электротехника. /Под ред.А.Т.Блажкина/.- Л.: Энергия, 1979, с.56-74, 83-85.

6.4. Электротехника. Учебник для неэлектротехнических специальностей ВУЗов. /Под ред.В.Г.Герасимова/. – М.: Высшая школа, 1985, с.40-73.