Физика \ Физика

Изучение явления резонанса напряжения низкой частоты (Лабораторная работа № 13), страница 3

Номер опыта

Измерения

Вычисления

R, Ом

RL, Ом

C, мкФ

I, А

U, В

UL, В

UC, В

P, Вт

Z, Ом

XL, Ом

L, Гн

XC, Ом

cosj

j, градус

S, ВА

1

200

2

3

…

1

100

2

3

…

7. Постройте кривые , , , ,  на отдельных графиках.

На каждом из графиков постройте по две кривые, соответствующие двум значениям сопротивлений R.

8. Экспериментально определите параметры, при которых наступает резонанс напряжений для заданной электрической цепи, и постройте векторные диаграммы в выбранном масштабе для различных режимов цепи.

9. Рассчитайте добротность контура Q в случае резонанса напряжений по формуле (10).

Задание 2. Измерьте сдвиг фаз между напряжениями на R и L, L и С,
R и С

Измерить сдвиг фаз между двумя сигналами одинаковой частоты дает возможность двулучевой осциллограф.

Схема подключения электронного осциллографа (ЭО) в исследуемую цепь приведена на рис. 5.

Рис. 5. Схема подключения ЭО

Согласно рис. 5, фазовый сдвиг измеряется между напряжениями на резисторе (UR) и катушке индуктивности (UL), причем первый сигнал подается на вход усилителя I, второй – на вход усилителя II.

Переключателем ВРЕМЯ/ДЕЛ добейтесь того, чтобы на площади экрана помещался сигнал длительностью равной одному периоду колебаний. Пусть один период сигнала, равный 3600, занимал длину, например, 10 делений, то тогда деление шкалы будет соответствовать 360.

Совместив сигналы, измерьте расстояние между соответствующими точками сигналов (находящиеся в одной фазе) и, умножив на число градусов, приходящихся на одно деление, получите фазовый сдвиг в градусах. Измерьте сдвиг фаз между напряжениями на R и L, L и С, R и С. Составьте краткие выводы по работе.


Контрольные вопросы

1. Какое значение напряжения и тока – мгновенное, амплитудное или действующие – вы измеряете?

2. Одинаково ли активное сопротивление катушки постоянному и переменному току? Почему?

3. В чем заключается явление резонанса напряжений, и при каких условиях оно возникает?

4. Какую опасность представляет резонанс напряжений для электротехнических устройств?

5. Изменением каких параметров электрической цепи можно судить о возникновении резонанса напряжений в электрической цепи?

6. С помощью каких нагрузок можно получить резонанс напряжений, и по какому признаку можно судить о наступлении резонанса?

7. Проведите анализ построенных векторных диаграмм до и после резонанса напряжений и дайте объяснение, в каком случае напряжение опережающее, а в каком – отстающее?

8. К чему приводит изменение активного сопротивления электрической цепи при резонансе напряжений?

9. Сохранится ли резонанс напряжений, если изменить только напряжение питающей сети? Можно ли получить резонанс напряжений путем изменения других параметров питающего напряжения?

10. Запишите выражение для тока, полного сопротивления и коэффициента мощности электрической цепи при резонансе напряжений.

11. Определите емкость конденсатора при резонансе напряжений по показаниям вольтметра и амперметра.

12. В электрической цепи (рис. 4) заданы параметры всех элементов, показания ваттметра и вольтметра на входе цепи. Запишите выражение для определения показаний амперметра и вольтметра на отдельных участках цепи.

Библиографический список

1. Савельев И. В. Курс общей физики / И. В. Савельев. – М.: Наука, 1982. – Гл. XIII. – С. 265–273. (Электрические колебания. § 91. Вынужденные
электрические колебания. § 92. Переменный ток).

2. Грабовский Р. И. Курс физики Р. И. Грабовский. – М.: Высш. шк., 1984. – Гл. XV. – С. 375–379. (Электрическая индукция и переменный ток.
§ 108. Обобщенный закон Ома. Электрический резонанс. Коэффициент мощности электрической цепи).

Скачать файл