ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 Тема: "Исследование неразветвленной R-L-C-цепи синусоидального тока".

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

 Тема:   "Исследование неразветвленной R-L-C-цепи синусоидального тока".

 Цель:  исследование неразветвленную R-L-C-цепь синусоидального тока в резонансном режиме.

Оборудование: лабораторный стенд.

Теория.

Резонансом называется такой режим электрической цепи, содержащей индуктивности и емкости, при котором ток на входе цепи совпадает по фазе с приложенным напряжением. При резонансе реактивное сопротивление или реактивная проводимость цепи равна нулю, т.е. для источника питания цепь, несмотря на наличие в ней реактивных элементов, эквивалентна активному сопротивлению R. Резонанс сопровождается периодическим переходом энергии электрического поля емкости в энергию магнитного поля индуктивности, а от источника реактивная энергия и соответствующая ей реактивная мощность не потребляются. Частота, при которой возникает резонанс, называется резонансной частотой.

Резонанс напряжений наблюдается при последовательном соединении элементов, обладающих индуктивностью L и емкостью С. Простейшим примером является цепь, содержащая индуктивную катушку с параметрами R , L и конденсатор с параметром С ( рис. 1.1 а).

Резонанс напряжений возникает, когда реактивное сопротивление цепи равно нулю

,  т.е.  Х_L=Х_С ,

откуда резонансная частота .

Как видно, резонанс напряжений можно получить изменением индуктивности L, емкости С или частоты питающего напряжения w = 2pf.

Согласно закону Ома

.

Полное сопротивление Z , зависящее от частоты, при резонансе равно активному сопротивлению R и имеет минимально возможное значение Z = R, а ток I = U/Z = U/R максимален и совпадает по фазе с напряжением U, т.е.

.

 Оборудование: лабораторный стенд

Схема соединения приборов

 Ход работы

1. Собрать цепь согласно рисунку

2.  Поддерживая напряжение на входе цепи неизменным, изменять величину ёмкости от нуля до максимального значения. Экспериментально найти ёмкость, при которой ток достигнет максимума.

3.  Показания приборов занести в таблицу  для  двух  различных значений ёмкости, включая резонансную.

4.  В расчётно-графической части привести формулы для определения параметров цепи и построить векторную диаграмму тока и напряжений при резонансе напряжений.

Таблица  измерений  и  расчетов:

 Вывод: сделать заключение о параметрах цепи в момент резонанса напряжений

Контрольные вопросы:

1.        Условие возникновения резонанса напряжений.

2.        Чем опасен резонанс напряжений, его практическое применение?

3.        Как получить резонанс напряжений?

4.        Какое значение принимают ток и полное сопротивление при резонансе напряжений?

5.        Объясните выражение «напряжение на индуктивности и емкости находятся в противофазе».

Литература:

Н.Ю. Морозова. Электротехника и электроника. – М:  Издательский центр «Академия», 2014. – 288 с.

Немцов М.В., Немцова М.Л.Электротехника и электроника –М: ОИЦ «Академия», 2014            

Выполнение работы

Для получения зачета необходимо оформить отчет:

1. Изучить методическую разработку

2. Выполнить конспект

3 Проверить техническую документацию.

4 Сделать вывод о проделанной работе.

Преподаватель                              Казетов С.Н.