«Последовательное соединение R, L, c элементов»



Дата17.04.2023
өлшемі1,88 Mb.
#83352
түріЛабораторная работа

НАО «Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова»

Кафедра ЭС




Лабораторная работа №5

Дисциплина: Теоретические основы электротехники



2023
Лабораторная работа № 5
Тема: «Последовательное соединение R, L, C элементов»
Цель работы: провести анализ цепи содержащей последовательное соединение R, L, C элементов, практически исследовать резонанс напряжений, изучить построение векторных диаграмм.
Содержание работы
1. Добиться резонанса напряжения, изменяя следующие параметры:
а) угловую частоту;
Таблица 1- Результаты измерений

f, Гц

15

25

fрез(53,65)

70

80

U, В

50

50

50

50

50

I, А

0,3761

0,4569

0,500

0,4944

0,4873

Uк, В

2,873

5,819

13,66

17,62

19,86

Uс, В

35,81

26,11

13,31

10,09

8,701

Ur, В

37,61

45,69

50

49,42

48,73


Рисунок 1 – Резонанс при изменении параметров частоты
б) конденсатор;
Таблица 2- Результаты измерений

С, мкФ

40

60

Срез(85,5)

100

120

U, В

50

50

50

50

50

I, А

0,4722

0,4958

0,500

0,4996

0,4981

Uк, В

14,43

15,15

15,30

15,27

15,22

Uс, В

30,91

21,64

15,31

13,08

10,87

Ur, В

47,21

49,58

50,01

49,96

49,82


Рисунок 2 – Резонанс при изменении параметров конденсатора
в) катушку индуктивности.
Таблица 3 - Результаты измерений

L, мГн

20

40

Lрез (62)

80

100

U, В

50

50

50

50

50

I, А

0,4935

0,4983

0,5001

0,4988

0,4948

Uк, В

3,771

7,610

11,84

15,24

18,90

Uс, В

11,75

11,86

11,90

11,88

11,78

Ur, В

49,35

49,82

50,01

49,88

49,50


Рисунок 3 – Резонанс при изменении параметров катушки
2. Показать зависимость резонансных кривых тока и напряжения от изменяемых параметров.

Рисунок 4 – Зависимость тока и напряжения от изменяемой частоты
3. По результатам п.1 для каждого из изменяемых параметров построить векторные диаграммы для трех режимов:

Рисунок 5 – Векторные диаграммы при изменении индуктивности



Рисунок 6 – Векторные диаграммы при изменении емкости

Рисунок 7 – Векторные диаграммы при изменении частоты
Контрольные вопросы
1. Как определить полное и комплекс полного сопротивления цепи с последовательным соединением R, L, C-элементов. Чем они отличаются?

2. Чему равно реактивное сопротивление цепи?

3. Как рассчитать ток, в цепи с последовательным соединением R, L, C элементов без применения и на базе комплексных чисел? Что должно быть задано в качестве исходных данных?

4. Какой режим называют резонансным? При каких условиях он возникает? Почему резонансный режим в цепи с последовательным соединением R, L, C-элементов называют резонансом напряжений, а не резонансом тока?
В физике резонансом называется явление, при котором в колебательном контуре частота свободных колебаний совпадает с частотой вынужденных колебаний. В электричестве аналогом колебательного контура служит цепь, состоящая из сопротивления, ёмкости и индуктивности. В зависимости от того как они соединены различают резонанс напряжений и резонанс токов.
Условием возникновения резонанса является равенство частоты источника питания резонансной частоте w=wр, а следовательно и индуктивного и емкостного сопротивлений xL=xC. Так как они противоположны по знаку, то в результате реактивное сопротивление будет равно нулю.
Резонансный режим с последовательным соединением R, L, C элементов называют резонансом напряжений, так как в этом случае имеет место резкое увеличение напряжения на L и C колебательного контура.
5. Может ли возникнуть резонансный режим при последовательном соединении резистора и конденсатора?
Нет, не может, так как для возникновения резонанса необходимы катушка и конденсатор и обязательным условием является равенство их сопротивлений.
6. Как определить по показаниям приборов наступления резонанса напряжений?
Напряжение на катушке будет приравниваться к напряжению конденсатора
7. По какой причине напряжение на реальной катушке индуктивности в резонансном режиме превышает напряжение на конденсаторе?
Потому что на катушке напряжение геометрически складывается из двух: падения напряжения на активном сопротивлении и на индуктивном. А у конденсатора активное сопротивление отсутствует. В режиме резонанса напряжений индуктивное и емкостное напряжения равны.
8. С какой целью применяют векторные диаграммы?
Векторные диаграммы наглядно иллюстрируют ход решения задачи. При точном построении векторов можно непосредственно из диаграммы определить амплитуды и фазы искомых величин. Приближенное (качественное) построение диаграмм при аналитическом решении служит надежным контролем корректности хода решения и позволяет легко определить квадрант, в котором находятся определяемые векторы.
9. Чем отличаются векторная диаграмма токов и напряжений от треугольника напряжений?
В векторной диаграмме вектора электрических величин привязаны к прямоугольной системе координат, при чем начало векторов привязано к началу координатных осей. В треугольнике напряжений идет сложение векторов, при чем конец одного вектора соединяется с началом следующего вектора с соблюдением модуля и фазы векторов. Так можно сложить три напряжения. Если система симметрична, то конец третьего вектора совпадет с началом первого. Результат сложения будет нулевым (равносторонний треугольник) . Если не симметричный режим то сумма трех напряжений даст некий отрезок. Это будет утроенное напряжение нулевой последовательной.
10 .Что означает коэффициент мощности цепи?
КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ - обычно отношение активной мощности к полной. В случае синусоидального тока он равен косинусу угла сдвига фаз между напряжением и током и определяется отношением активного сопротивления цепи (r) к полному (Z): cos ф = r/Z.
Из практики скажу физический смысл его таков. Это виртуальная величина использовалась до недавнего времени, как показатель качества электроэнергии.

Достарыңызбен бөлісу:




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет