Исследование цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления, индуктивности и емкости. Резонанс напряжений

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №2

Исследование цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления, индуктивности и емкости. Резонанс напряжений

Выполнил студент Ластовенко А.В.

Группы НТ-10

Проверил профессор, Тиунов В. В.

кандидат технических наук

Пермь 2012

Лабораторная работа № 2

Исследование цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления, индуктивности и емкости. Резонанс напряжений

Цель работы: Исследование влияния величины индуктивности катушки на электрические параметры цепи однофазного синусоидального напряжения, содержащей последовательно соединенные катушки индуктивности и конденсатор. Опытное определение условий возникновения в данной цепи резонанса напряжения.

Таблица 1.

Паспортные данные электроизмерительных приборов:

Наименование прибора	Заводской номер	Тип	Система измерения	Класс точности	Пределы измерения	Цена деления
Амперметр	№ 084220	Э30	Электромагнитная	I,5		0,2
Вольтметр	№018929	Э34	Электромагнитная	I
Вольтметр	№018865	Э34	Электромагнитная	I
Вольтметр	№020385	Э34	Электромагнитная	I
Ваттметр	№336860	Д556	Электромагнитная	II		2,5

Рис. 1. Цепь с последовательным соединением конденсатора и катушки с подвижным ферромагнитным сердечником

Таблица 2.

Расчётные данные

Номер опыта
А	Кол-во дел.	Вт	В
	1,3	12,1	30,25
	1,6	17,8	44,50
	1,9		62,50
	2,2	31,5	78,75
	1,9	23,4	58,50
	1,6
	1,3	10,7	26,75

Формулы для определения расчетных данных:

, , , , , , ,

,

Таблица 3.

Расчётные данные

Номер опыта
Ом	Гн	В	Ом	мкФ	о.е.
	29,23	111,54	17,90	110,10	0,3506	23,27	143,13	85,38	37,3	0,663
	23,75	103,12	17,38	101,64	0,3236	27,81	162,62		37,5	0,732
	20,00	97,37	17,31	95,82	0,3052	32,89	182,06	88,95	35,8	0,866
	17,27	86,82	16,27	85,28	0,2716	35,79	187,62	86,36	36,9	0,942
		78,95	16,20	77,27	0,2461	30,78	146,81	88,42	36,0	0,810
	23,75	70,62	16,62	68,64	0,2186	26,59	109,82	90,62	35,1	0,658
	29,23	65,38	15,83	63,43	0,2020	20,58	82,46	85,38	37,3	0,541

Рис. 2 Зависимость силы тока, общего сопротивления, коэффициента мощности, напряжений на катушке и конденсаторе от индуктивности

Выводы: Резонанс напряжений возникает в цепи последовательно соединенных элементов: активное сопротивление, индуктивное сопротивление, емкостное сопротивление. Резонанс происходит в тот момент, когда ток в цепи равен ЭДС цепи. Это условие выполняется тогда, когда входное сопротивление цепи только активное, то есть напряжение индуктивности приравнивается к напряжению на емкости, чтобы скомпенсировать друг друга и обратить активное сопротивление цепи в нуль. При резонансе, ток в цепи принимает максимальное значение, из этого следует, что цепь потребляет максимум энергии, тогда мощность цепи максимальна.

Так как активное сопротивление цепи принимает нулевое значение, то полное сопротивление цепи снижается. Из выражения I=U/R следует, что уменьшение сопротивления ведет к увеличению силы тока, а так как сопротивление минимально - сила тока принимает максимальное значение.

При резонансе напряжений, коэффициент мощности имеет максимальное значение, по сравнению со значениями до резонанса и практически равен единице.

Момент резонанса напряжений в цепи можно определить амперметром. Моменту резонанса будет соответствовать максимальное значение тока.

Резонанс, напряжений является не желательным и вредоносным явлением, так как напряжение на контактах реактивных элементов значительно возрастает по сравнению с напряжением в цепи. Это приводит к перегреву и пробою изоляционной обмотки.

Дата добавления: 2015-11-14