Исследование цепи переменного тока с параллельно соединенными элементами. Экспериментальное исследование режимов цепи синусоидального тока при параллельном соединении ветвей

РАСЧЕТНО-ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 2.5.

Исследование цепи переменного тока с параллельно соединенными элементами

(резонанс токов)

Цель работы: 1. Экспериментальное исследование режимов цепи синусоидального тока при параллельном соединении ветвей.

2. Установление условий возникновения резонанса токов.

3. Повышение cos ф в цепях переменного тока.

Программа работы

1.  В электрической цепи с параллельным соединением реальной катушки индуктивности и конденсатора с последовательно включенным с ним резистором получить резонанс токов.

2.  Построить векторные диаграммы напряжения и токов. Снять и зарисовать осциллограммы входного напряжения и тока.

3.  Снять и построить зависимости I(C); Z(C); Y(C); ф(С) и cos ф(С). Графики строить с несколькими ординатными осями.

4.  Определить емкость конденсатора для повышения cos ф электроустановки (RK LK).

В работе используются:

•   регулируемый источник переменного напряжения (U=var, f=var) рис. В.2;

•   блок переменных сопротивлений (БПС);

•   реальная катушка (элементы 11 или 12);

•   блок переменных емкостей (БПЕ) рис. В.4;

•   резисторы (элементы 01....10);

•   измерительные приборы и осциллограф, установленные на стенде.

1.  Выберите из набора элементов одну из реальных катушек индуктивности (элемент 11 или 12) с известными параметрами R, и LK (параметры определены в РЛР N 2.1) и при выбранной самостоятельно частоте источника переменного напряжения в пределах 0,3—2 кГц рассчитайте емкость конденсатора С0, при которой в параллельном контуре возникает резонанс токов. Вычислите также величину общего тока I и токи, протекающие через катушку и конденсатор, задаваясь напряжением источника в диапазоне 10...20 В. Величина сопротивления R = 0,5 Хс.

2, На наборном поле соберите электрическую цепь согласно рис. 3.

В качестве резистора Rд используйте элемент 10, в качестве R-БПС, а конденсатора С - БПЕ. Величину напряжения задайте равной взятому для расчета в п. 1 и поддерживайте его неизменным в течении эксперимента. Установите с помощью БПЕ и дополнительных параллельно-включенных конденсаторов Cl, C2, СЗ (расположены рядом с БПЕ в одном блоке) рассчитанную в п. 1 величину С0. Проведите измерения величины напряжения и токов I, IК, IС зарисуйте осциллограммы напряжения u(t) и тока i(t) и определите разность фаз ф. Результаты вычислений п. 1 и измерений п.2 занесите в табл. 5.1 и представьте для контроля преподавателю.

Таблица 5.1

По результатам вычислений и эксперимента постройте векторные диаграммы токов и напряжений.

3. Поддерживая неизменным напряжение U, измерьте общий ток I и сдвиг фаз ф для 7 значений емкости в диапазоне 0,1 Со— 5 С0 и занесите результат вычислений и эксперимента в табл. 5.2.

Таблица 5.2

По полученным данным постройте резонансные кривые 1(С) (расчетную и экспериментальную) и зависимости ф (С).

3. Для одной из реальных катушек (элемент 11 или 12) рассчитайте емкость конденсатора, который необходимо включить параллельно катушке, чтобы повысить cos ф электрической цепи (рис. 2 а) до значения 0,9....0,95 (величину выбрать самостоятельно). Проверьте расчетные значения cos ф экспериментально, измерив угол ф в схеме рис. 2 а (для наблюдения тока необходимо дополнительно включить Rfl ).