Файл: Исследование цепей синусоидального тока с конденсатором и индуктивной катушкой.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.03.2024
Просмотров: 8
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1
Исследование цепей синусоидального тока с конденсатором и индуктивной катушкой
Цель – исследование режимов работы цепей синусоидального тока с
последовательным и параллельным соединениями конденсатора и индуктивной катушки.
Задание
1. Исследовать неразветвленную цепь синусоидального тока, содержащую
конденсатор и индуктивную катушку, в трех режимах:
2. Исследовать разветвленную цепь синусоидального тока с параллельным
соединением конденсатора и индуктивной катушки в трех режимах:
3. Построить векторные диаграммы напряжений и токов для всех режимов
работы цепи с последовательным и параллельным соединением
конденсатора и индуктивной катушки.
4. Рассчитать для каждого режима параметры цепи (табл. 1 и 2).
Рис 1
1. Соберём схему согласно Рис 1 и будем изменять ёмкость, показания приборов внесём в таблицу 1
Таблица 1
| Режим | Данные измерений | Данные из векторных диаграмм | ||||||
| I | U | U1 | U2 | UR | UL | φ | ||
| A | B | B | B | B | B | Град | ||
| 1 | 0,108 | 36 | 68,02 | 36,81 | 13,0 | 36,0 | -69 | |
| 2 | 0,300 | 36 | 94,19 | 101,96 | 36 | 95 | 0 | |
| 3 | 0,147 | 36 | 15,39 | 49,99 | 17,6 | 50,0 | 61 | |
По результатам экспериментальных данных произведём расчёт полного сопротивления цепи и определим коэффициент мощности для всех значений ёмкости
Первый опыт
Индуктивное сопротивление катушки
Ёмкостное сопротивление конденсатора
Реактивное сопротивление цепи
Полное сопротивление цепи
Коэффициент мощности
Второй опыт
Индуктивное сопротивление катушки
Ёмкостное сопротивление конденсатора
Реактивное сопротивление цепи
Полное сопротивление цепи
Коэффициент мощности
Третий опыт
Индуктивное сопротивление катушки
Ёмкостное сопротивление конденсатора
Реактивное сопротивление цепи
Полное сопротивление цепи
Коэффициент мощности
| Режим | Результаты вычислений | |||||||
| R | XL | XC | X | Z | C | L | cosφ | |
| Ом | Ом | Ом | Ом | Ом | мкФ | Гн | - | |
| 1 | 120 | 314 | 637 | -323 | 333б3 | 5 | 1 | 0,360 |
| 2 | 120 | 314 | 318 | 0 | 120 | 10 | 1 | 1,0 |
| 3 | 120 | 314 | 106 | 208 | 245 | 30 | 1 | 0,490 |
Построим векторные диаграммы последовательной цепи при
Рис 2
Рис 3
Рис 4.
Выводы: Если индуктивное сопротивление меньше ёмкостного сопротивления, то вектор тока опережает вектор приложенного напряжения, если индуктивное сопротивление больше ёмкостного сопротивления, то вектор тока отстаёт от вектора приложенного напряжения, если индуктивное сопротивление равно ёмкостному сопротивлению, то в цепи наблюдается резонанс напряжений и величина тока будет иметь наибольшую величину.
2.Соберём схему по заданным параметрам (Рис 5). Произведём измерения в электрической цепи, изменяя ёмкость конденсатора. Результаты измерений внесём в таблицу 3
Рис 5
Таблица 3
| Режим | Данные измерений | Данные из векторных диаграмм | |||||||
| U | I | I1 | I2 | Ia | Ip | I2C | I2L | φ | |
| B | A | A | A | A | A | A | A | град | |
| 1 | 127 | 0,273 | 0,081 | 0,338 | 0,180 | 0,206 | 0,08 | 0,340 | 48 |
| 2 | 127 | 0,180 | 0,283 | 0,338 | 0,180 | 0,0 | 0,280 | 0,340 | 0,0 |
| 3 | 127 | 0,367 | 0,606 | 0,338 | 0,180 | 0,310 | 0,600 | 0,340 | 60 |
По результатам экспериментальных данных произведём вычисления проводимостей во всех опытах и определим коэффициент мощности.
Первый опыт
Второй опыт
Третий опыт
| Режим | Результаты вычислений | ||||
| G | BC | BL | Y | cos φ | |
| См | См | См | См | - | |
| 1 | 0,00144 | 0,000628 | 0,00328 | 0,00215 | 0,669 |
| 2 | 0,00144 | 0,00220 | 0,00328 | 0,00142 | 1,0 |
| 3 | 0,00144 | 0,00472 | 0,00328 | 0,00289 | 0,498 |
Построим векторные диаграммы
Рис 6 До резонансный режим
Рис 7 Резонанс токов
Рис 8 после резонансный режим
Выводы: при параллельном соединении индуктивности и ёмкости величина вектора тока в неразветвленной части цепи равна алгебраической сумме токов ветвей схемы. Резонанс токов в схеме наступит тогда, когда алгебраическая сумма вектора тока через катушку индуктивности будет равна вектору тока через ёмкость. При резонансе токов величина тока в неразветвленной части схемы будет самой минимальной.
